天空為什么是藍色?
這或許是很多人小時候都會問的一個問題。如果上網搜索一下,不難找到答案——是因為太陽光的散射。太陽光是由紅橙黃綠青藍紫等多種顏色組成,光在空中傳播的時候,其中的一部分會被空氣分子影響而四散開來,偏離原來的方向(即散射)。一般情況下,偏藍色的光散射的較多,因此平時我們就看到的天空是藍色的。早晨或是傍晚,太陽初升或者夕陽西下時,太陽光經過的距離變長,藍色光部分基本上都被散射掉了,所以我們看到紅彤彤的太陽,原本白色的云彩也被染成了紅色的朝霞或晚霞。
但是你相信嗎?這樣色彩繽紛的天空,可以借由幾件廚房里常見的物品,通過幾個超級簡單的步驟,重現(xiàn)在我們眼前。
物品準備
透明玻璃杯一只,裝入自來水(八成滿即可)
牛奶半勺(可以用少量奶粉代替)
手電筒一只
注意:上圖為了顯示清楚,放了半杯牛奶和一只湯勺,其實只需要一小勺牛奶就足夠了。
實驗步驟
首先,將牛奶倒入玻璃杯,攪勻(以下稱“牛奶水”)。此時玻璃杯的水會呈現(xiàn)略微渾濁的顏色,在一般的燈光下或日光下,從側面看上去會顯示出淡淡的藍色。
然后將兌好的牛奶水和手電筒移至黑暗房間里觀察,這樣可以使結果更明顯。
觀察第一步:從側面看向玻璃杯,手電筒打開,從杯子的一側照射,如下圖所示。此時你看到的杯子變成了淡淡的藍色。正如平時天空的顏色。
觀察第二步:依然從側面觀察玻璃杯,手電筒從杯子后面照射。此時你可以看到杯子里的牛奶水變成了淺黃色。
(抱歉光線太暗,這張照片有些模糊。)
觀察第三步:從玻璃杯側面偏頂部觀察,手電筒從玻璃杯底部照射。此時你可以看到一個漸變的水杯。底部附近的淺黃色變?yōu)轫敳科t的橘黃色。如果你從正頂部觀察,你會發(fā)現(xiàn)更加鮮艷的橘紅色,正如日出或日落時太陽的顏色。
實驗原理
太簡單了嗎?難以置信?
不要小瞧它,自己動手試試看,就知道了。
之所以可以在玻璃杯里重現(xiàn)天空的顏色,是因為我們運用了和天空類似的原理。太陽光經過大氣層時會被空氣分子散射,同樣,手電筒的光經過牛奶水時會被懸浮在水中的蛋白質分子散射。第一種情況時,藍色部分的光線散射的較多,大家看到的就是淡藍色的牛奶水,后兩種情況,光線經過了更長的路程,此時其他顏色的光都被散射掉,只剩下了紅黃彩色。于是我們就可以看到了朝霞般的水杯了。
實驗小貼士
1、因為大家的玻璃杯大小不同,控制牛奶的量是這個實驗至關重要的一環(huán)。為了保證實驗可以順利進行,水龍吟建議大家從少到多慢慢加入牛奶,在正常光線下水杯變成淡淡的藍色即可(即為燈光被牛奶顆粒散射顯示藍色)。如果不小心加多了牛奶?那么就兌水吧。
2、手電筒請一定要用最普通的燈泡型手電筒(偏黃色,接近于太陽光),而不是LED手電筒。因為LED手電筒里的光藍色部分偏多,照射水杯的時候很難看到橙色的效果。
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