鐘 中
“液體折射盤”是用來說明光通過水和空氣時發(fā)生反射、折射規(guī)律的儀器。它的創(chuàng)新點是:盤中的水不是普通的水,而是我們千方百計尋找到的“丁達爾”水。
記得我在上初二時,物理老師給我們演示了光在水中的折射現(xiàn)象。當時老師用小激光電筒照射玻璃杯中冒著熱氣的開水,我們看到了一些入射光線和折射光線,但是光路不明顯。那時我和同學們都有這種小激光電筒,回家后,我重復(fù)老師做的實驗,搞清楚了老師講的折射規(guī)律:光從空氣射入水時光線發(fā)生了折射,折射角小于入射角;而光從水中射向空氣時,折射角大于入射角;在入射角增大到一定角度時還會發(fā)生全反射呢!我很高光,當我用小激光電筒照射桌上的一杯熱茶水時,我看到了一條明亮的光線,這就是說我在茶水中看到的折射光線比在開水中看到的光線更明亮。我把這個發(fā)現(xiàn)告訴了同學和老師,老師表揚了我,我對這個現(xiàn)象的興趣就更大了。后來我常用小激光電筒照射黃泥水,蛋清水、豆?jié){水等幾十種液體,我要從中尋找一條最亮的光路來提高這個實驗的演示效果。
在老師的指點下,我翻看了高中化學書中膠體這一章。書中說膠體溶液中有一些微小的顆粒能使光發(fā)生散射,呈現(xiàn)一條明亮的光路,發(fā)生“丁達爾”現(xiàn)象。這就是我在茶水中看到明亮光線的道理。后來,我經(jīng)過許多次實驗,配制了一種特殊的膠體溶液,它的演示效果比茶水還好。我把這種膠體溶液叫作“丁達爾”水。
這時我想到用我配“丁達爾”水做一個光的反射折射儀。于是,我把這想法告訴物理老師。老師支持我,并同我一起設(shè)計制作出了這個“液體折射盤”。
“液體折射盤”制作方法很簡單:在一塊直徑20厘米的圓鋁板的中部用玻璃膠固定一個直徑10厘米左右的玻璃培養(yǎng)皿(玻璃蓋)。然后向密封的培養(yǎng)皿中注入一半的“丁達爾”水。這樣使得培養(yǎng)皿上半部是空氣、下半部是液體,接下來在培養(yǎng)皿周圍的鋁板上畫上角度和法線。用一木支架固定就成了一個非常實用的光學教具——液體折射盤,見圖1。這個小發(fā)明在2002年8月獲第17屆全國青少年創(chuàng)新大賽二等獎。
(作者:江西贛州四中學生;輔導老師:鐘希泉)