液體折射盤

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(dá)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(dāng)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(xué)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(dāng)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(xué)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(xué)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(dá)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(dá)爾”水。

這時我想到用我配“丁達(dá)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(dá)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(xué)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(xué)生；輔導(dǎo)老師：鐘希泉）