尋找一束光

李睿

一、引出問題

在學(xué)習(xí)《光的傳播會遇到阻礙嗎》一課時，老師用兩個瓶子展示了一個神奇的實驗，一瓶裝滿了礦泉水，一瓶裝滿了神秘的白色液體。當老師用激光筆照射裝滿水的瓶子時，我看不到光的傳播路線，當老師用激光筆照射那個裝滿“神秘液體”的瓶子時，我清晰地看到了一條“光路”。

這是為什么？老師解釋說：“這就是丁達爾效應(yīng)。”

太神奇了！這個奇怪的名字引起了我的思考：怎樣才能看到丁達爾效應(yīng)呢？在哪些物質(zhì)中能看到“光路”呢？

二、查閱資料

懷著對這種“神秘液體”的好奇，我查閱了相關(guān)資料，有了很多收獲。丁達爾效應(yīng)是指當一束光線透過膠體時，從入射光方向的側(cè)面可以看到一條“光路”。丁達爾效應(yīng)的出現(xiàn)需要光源，也需要膠體。膠體是指分散質(zhì)粒子直徑為1～100 nm的混合物。分散質(zhì)粒子直徑小于1 nm的是溶液，大于100 nm的是濁液。

我們在生活中就能看到丁達爾效應(yīng)：清晨，在茂密的樹林中，常常可以看到從枝葉間透過的一道道光柱。這是因為云、霧、煙塵的顆粒直徑在1～100 nm之間，陽光穿過這些膠體，便有了形狀。

三、實驗準備

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”生活中哪些常見物質(zhì)可以產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)？我決定自己探究一下。

1.準備實驗材料。我準備了適量純凈水、純牛奶、速溶咖啡，一支香，一個帶蓋的透明塑料盒，一支激光筆。

2.制訂實驗方案。為了保證實驗的嚴謹性和科學(xué)性，我每次都用同一個透明塑料盒裝材料，使用激光筆從同一個位置射入光線。每一種材料都做三次實驗，每做完一次實驗后，都會將塑料盒徹底清洗干凈。

四、探究過程

1.激光射入純凈水中。如圖1所示，當激光射入純凈水時，我從不同的角度觀察，看見水中只有一點點光線，非常微弱，幾乎看不到光的傳播路線。

2.激光射入純牛奶中。如圖2所示，當激光射入純牛奶時，我從不同角度觀察，發(fā)現(xiàn)牛奶也無法呈現(xiàn)光的傳播路線。雖然在離光源最近的地方能看到一些光線，但光是射向四面八方的。

3.激光射入加有牛奶的水中。通過前兩個實驗，我發(fā)現(xiàn)光源穿過純凈水時能看到微弱的光線，在離光源最近的純牛奶中也能看到一點光線，那么將牛奶和水混合在一起后能不能看到“光路”呢？于是，我按照3∶1的比例往塑料盒中倒入純凈水和純牛奶，再拿激光筆照射混有牛奶的水，如圖3所示。這時，我看到了“光路”，但不是很清晰。

4.激光射入加有兩三滴牛奶的水中。在第三個實驗中，我猜測是純牛奶太多導(dǎo)致“光路”不夠清晰，所以，這次我只加了兩三滴牛奶到水里。此時的水有點渾濁，當激光射入時，我從不同角度都看到了清晰的“光路”，如圖4所示。

5.激光射入速溶咖啡中。我往純凈水中加入咖啡粉，攪拌均勻后，再拿激光筆照射咖啡，如圖5所示。我從不同的角度觀察，發(fā)現(xiàn)在咖啡中也能看到“光路”，和第四個實驗一樣清晰。

6.激光射入煙霧中。我將一支點燃的香放入塑料盒中，蓋上蓋子。當盒中出現(xiàn)煙霧時，拿激光筆照射到煙霧中，如圖6所示，這時，“光路”很清晰。

過了一會兒，當煙霧充滿整個盒子，我再次用激光筆射入煙霧中，也能夠清楚地看到一條“光路”，如圖7所示。

五、探究結(jié)論

通過上述六個實驗，我發(fā)現(xiàn)激光穿過混有少量牛奶的水、咖啡和煙霧時，都可以看到丁達爾效應(yīng)。其中，在混有兩三滴牛奶的水和咖啡中，丁達爾效應(yīng)效果一般，“光路”較短；在煙霧中，丁達爾效應(yīng)明顯，可以看到很長的“光路”。

指導(dǎo)老師? 宋鈺林

該學(xué)生思維活躍，善于觀察，能將課堂知識和生活緊密聯(lián)系，利用生活中具有代表性的物質(zhì)來探究丁達爾效應(yīng)。在具體的實驗過程中，學(xué)生還根據(jù)實際情況及時調(diào)整方案，探究精神值得肯定。

但是，實驗的科學(xué)性、準確性有待提高。首先，在實驗過程中，應(yīng)更好地控制被測物質(zhì)的濃度，比如，牛奶和咖啡的濃度應(yīng)該保持一致。其次，在觀察時可借助儀器得到更精準的數(shù)據(jù)，比如，利用格尺測量不同物質(zhì)中“光路”的長度和寬度，利用感光傳感器檢測光線的亮度。