游戏所需物品:
一张黑色的纸玻璃杯
手电筒
牛奶
游戏步骤:
1.把黑色的纸罩在手电筒上,在纸上剪一个小孔,使小灯泡发出的光可以通过小孔射出来;
2.将手电筒和玻璃杯都拿到黑暗处,把手电筒贴在玻璃杯的侧面,打开开关;
3.往玻璃杯里倒入半杯水,加一滴牛奶搅匀后成为乳白色液体;
观察被光线集中照射的液体部分,看到的是一片浅蓝色。
游戏中的科学:
不论是在空气里还是在液体里,无数的物质微粒散射着光线,频率越高的光线,被散射得越厉害,在光谱中,蓝光的频率较高,红光的频率较低,所以,牛奶中的那些微粒散射着手电筒的光,蓝光最大程度地映入我们的视线,这就显得乳白色的液体变了色。
科学小常识:光的散射
光束通过不均匀媒质时,部分光束将偏离原来方向而分散传播,从侧向也可以看到光的现象,叫做光的散射。
介质中存在大量不均匀小区域是产生光散射的原因,有光入射时,每个小区域成为散射中心,向四面八方发出同频率的次波,这些次波间无固定相位关系,它们在某方向上的非相干叠加形成了该方向上的散射光。J。W。S。瑞利研究了线度比波长要小的微粒所引起的散射,并于1871年提出了瑞利散射定律:特定方向上的散射光强度与波长λ的四次方成反比;一定波长的散射光强与(1 cosθ)成正比,θ为散射光与入射光间的夹角,称散射角。凡遵守上述规律的散射称为瑞利散射。根据瑞利散射定律可分别解释天空和大海的蔚蓝色和夕阳的橙红色。
对线度比波长大的微粒,散射规律不再遵守瑞利定律,散射光强与微粒大小和形状有复杂的关系。G。米和P。J。W。德拜于1908年和1909年以球形粒子为模型详细计算了对电磁波的散射,米氏散射理论表明,只有当球形粒子的半径a<0.3λ/2π时,瑞利的散射规律才是正确的,a较大时,散射光强与波长的关系就不十分明显了。因此,用白光照射由大颗粒组成的散射物质时(如天空的云等),散射光仍为白光。气体液化时,在临界状态附近,密度涨落的微小区域变得比光波波长要大,类似于大粒子,由大粒子产生的强烈散射使原来透明的物质变混浊,称为临界乳光。波长发生改变的散射与构成物质的原子或分子本身的微观结构有关,通过对散射光谱的研究可了解原子或分子的结构特性。
波长较短的光容易被散射,波长较长的光不容易被散射。