初中趣味物理实验:人造彩虹

 来源:互联网    要点:物理实验  
编辑点评: 爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,只有对知识有了兴趣才会发现问题,提出问题,知难而进。也只有学生有了兴趣,学生有了对问题解决的追求,有了对获取知识的渴望。沪江网初中部的小编特意为大家准备了有趣的物理实验,带大家一起体会物理的奥妙。

准备材料:水、一个玻璃杯、一张白纸。

实验步骤

在玻璃杯中装满水,把杯子拿到阳光可以照射到的窗台上;

把纸放到阳光透过杯子投射进来的地方,这样在纸上就可以看到彩虹的色彩。

实验中的科学

光线被水折射了,因而投射到纸上的颜色是阳光被分解之后的颜色,原理跟天空中彩虹的形成是一样的。当阳光以40到42度的角度照射空中的水珠时,阳光通过水珠时发生折射,投射到空中形成了彩虹。

知识问答:彩虹为什么总是弯曲的?

想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴,会有两种可能:一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。

水滴对光的反射,折射加色散形成彩虹。色散后不同色光出射的方向不同,对一个水滴出射的光我们只有站在特定的观察点上才能看见特定的颜色光,而我们平时是站在固定的观察点上去看空中多个水滴,这样,不同水滴中出射的同一种色光能够到达眼睛,这些水滴必然是在空中排成圆弧(相对观察者讲)。如果观察点移动,就由一组新的水滴构成一个新的圆弧,其实我们每个人看到的并不是同一个彩虹。

光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长(即颜色)而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光。

每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。

若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。既然蓝色与假想线只呈40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。

彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系,同样这也与地球的形状有很大的关系,由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖,在雨后空气中的水含量比平时高,当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射,同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!

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