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实验党:玻璃杯里的天空
添加时间:2010-6-7  作者:水龙吟  来源:科学松鼠会  点击:1692  
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    天空为什么是蓝色?

  这或许是很多人小时候都会问的一个问题。如果上网搜索一下,不难找到答案——是因为太阳光的散射。太阳光是由红橙黄绿青蓝紫等多种颜色组成,光在空中传播的时候,其中的一部分会被空气分子影响而四散开来,偏离原来的方向(即散射)。一般情况下,偏蓝色的光散射的较多,因此平时我们就看到的天空是蓝色的。早晨或是傍晚,太阳初升或者夕阳西下时,太阳光经过的距离变长,蓝色光部分基本上都被散射掉了,所以我们看到红彤彤的太阳,原本白色的云彩也被染成了红色的朝霞或晚霞。

  但是你相信吗?这样色彩缤纷的天空,可以借由几件厨房里常见的物品,通过几个超级简单的步骤,重现在我们眼前。

  物品准备

  透明玻璃杯一只,装入自来水(八成满即可)

  牛奶半勺(可以用少量奶粉代替)

  手电筒一只

  注意:上图为了显示清楚,放了半杯牛奶和一只汤勺,其实只需要一小勺牛奶就足够了。

  实验步骤

  首先,将牛奶倒入玻璃杯,搅匀(以下称“牛奶水”)。此时玻璃杯的水会呈现略微浑浊的颜色,在一般的灯光下或日光下,从侧面看上去会显示出淡淡的蓝色。

  然后将兑好的牛奶水和手电筒移至黑暗房间里观察,这样可以使结果更明显。

  观察第一步:从侧面看向玻璃杯,手电筒打开,从杯子的一侧照射,如下图所示。此时你看到的杯子变成了淡淡的蓝色。正如平时天空的颜色。

  观察第二步:依然从侧面观察玻璃杯,手电筒从杯子后面照射。此时你可以看到杯子里的牛奶水变成了浅黄色。

  (抱歉光线太暗,这张照片有些模糊。)

  观察第三步:从玻璃杯侧面偏顶部观察,手电筒从玻璃杯底部照射。此时你可以看到一个渐变的水杯。底部附近的浅黄色变为顶部偏红的橘黄色。如果你从正顶部观察,你会发现更加鲜艳的橘红色,正如日出或日落时太阳的颜色。

  实验原理

  太简单了吗?难以置信?

  不要小瞧它,自己动手试试看,就知道了。

  之所以可以在玻璃杯里重现天空的颜色,是因为我们运用了和天空类似的原理。太阳光经过大气层时会被空气分子散射,同样,手电筒的光经过牛奶水时会被悬浮在 水中的蛋白质分子散射。第一种情况时,蓝色部分的光线散射的较多,大家看到的就是淡蓝色的牛奶水,后两种情况,光线经过了更长的路程,此时其他颜色的光都 被散射掉,只剩下了红黄彩色。于是我们就可以看到了朝霞般的水杯了。

  实验小贴士

  1、因为大家的玻璃杯大小不同,控制牛奶的量是这个实验至关重要的一环。为了保证实验可以顺利进行,水龙吟建议大家从少到多慢慢加入牛奶,在正常光线下水杯变成淡淡的蓝色即可(即为灯光被牛奶颗粒散射显示蓝色)。如果不小心加多了牛奶?那么就兑水吧。

  2、手电筒请一定要用最普通的灯泡型手电筒(偏黄色,接近于太阳光),而不是LED手电筒。因为LED手电筒里的光蓝色部分偏多,照射水杯的时候很难看到橙色的效果。

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