尋找一束光

李睿

一、引出問(wèn)題

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

這是為什么？老師解釋說(shuō)：“這就是丁達(dá)爾效應(yīng)?！?/p>

太神奇了！這個(gè)奇怪的名字引起了我的思考：怎樣才能看到丁達(dá)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(duì)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(dá)爾效應(yīng)是指當(dāng)一束光線透過(guò)膠體時(shí)，從入射光方向的側(cè)面可以看到一條“光路”。丁達(dá)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?cè)谏钪芯湍芸吹蕉∵_(dá)爾效應(yīng)：清晨，在茂密的樹林中，常?？梢钥吹綇闹θ~間透過(guò)的一道道光柱。這是因?yàn)樵啤㈧F、煙塵的顆粒直徑在1～100 nm之間，陽(yáng)光穿過(guò)這些膠體，便有了形狀。

三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

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

1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料。我準(zhǔn)備了適量純凈水、純牛奶、速溶咖啡，一支香，一個(gè)帶蓋的透明塑料盒，一支激光筆。

2.制訂實(shí)驗(yàn)方案。為了保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，我每次都用同一個(gè)透明塑料盒裝材料，使用激光筆從同一個(gè)位置射入光線。每一種材料都做三次實(shí)驗(yàn)，每做完一次實(shí)驗(yàn)后，都會(huì)將塑料盒徹底清洗干凈。

四、探究過(guò)程

1.激光射入純凈水中。如圖1所示，當(dāng)激光射入純凈水時(shí)，我從不同的角度觀察，看見(jiàn)水中只有一點(diǎn)點(diǎn)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(dāng)激光射入純牛奶時(shí)，我從不同角度觀察，發(fā)現(xiàn)牛奶也無(wú)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(guò)前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)光源穿過(guò)純凈水時(shí)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(diǎn)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(shí)，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(gè)實(shí)驗(yàn)中，我猜測(cè)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(shí)的水有點(diǎn)渾濁，當(dāng)激光射入時(shí)，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(gè)實(shí)驗(yàn)一樣清晰。

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

過(guò)了一會(huì)兒，當(dāng)煙霧充滿整個(gè)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(guò)上述六個(gè)實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)激光穿過(guò)混有少量牛奶的水、咖啡和煙霧時(shí)，都可以看到丁達(dá)爾效應(yīng)。其中，在混有兩三滴牛奶的水和咖啡中，丁達(dá)爾效應(yīng)效果一般，“光路”較短；在煙霧中，丁達(dá)爾效應(yīng)明顯，可以看到很長(zhǎng)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(shí)和生活緊密聯(lián)系，利用生活中具有代表性的物質(zhì)來(lái)探究丁達(dá)爾效應(yīng)。在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生還根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整方案，探究精神值得肯定。

但是，實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性有待提高。首先，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)更好地控制被測(cè)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(shí)可借助儀器得到更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，比如，利用格尺測(cè)量不同物質(zhì)中“光路”的長(zhǎng)度和寬度，利用感光傳感器檢測(cè)光線的亮度。