光学小实验

光是沿直线传播的。

自制一只光路观察箱，就可以进行光路的观察与实验，尤其对光的反射、吸收、折射等实验中光路的观察非常有帮助。

制作方法：找一个长文形硬纸盒（如装皮鞋的纸盒），在盒端一侧近中心处，开一个直径约10毫米的孔，盒内壁用墨汁涂黑。

在盒内壁两侧各固定一面镜子（镜面相对）。

把蚊香安在坟香架上，点燃后放入盒内，盒上面覆盖一块玻璃。

当整个盒内充满烟雾时，就可以进行光路观察实验了。

一、光的反射：将一张有一个2毫米直径小孔的硬纸片遮在手电筒上，使手电筒射出的光呈一细束。

使这束光从观察箱开口处与镜面成一角度射入箱内。

从玻璃片向下观察，会看到光束在两镜面之间反射后呈w形折线传播（如图1）。

改变光束入射的角度，折线角度随之发生变化，但入射角与反射角始终相等。

二、光的吸收：在其中一镜面上覆一块黑绒布与黑纸。

光束射到上面时，光路即中断，观察不到反射光，说明光被吸收了。

（如图2）。

三、光的折射：取下手电筒上的纸片，使光直接由孔射入箱内，在箱内形成直径约10毫米的光柱。

设法在光柱中放置一片凸透镜，可观察到光线经透镜折射聚集后形成圆锥形光柱实验器材：薄透明水槽一个，长15vm、宽3cm、高12cm；白屏一个；激光光源一个；蔗糖适量。

实验方法：
（1）将蔗糖与水按不同的体积比配制成不同浓度的溶液。

浓度最大溶液记为A溶液。

其蔗糖与热水的体积比为2:1(100ml蔗糖:50ml沸水)。

由于蔗糖水浓度较大，在气温低时需加热才能使蔗糖完全溶解。

浓度较大的溶液记为B溶液，其蔗糖与热水的体积比为1.2:1(60ml 蔗糖:50ml热水)（热水的温度要求不高，只要能全部溶解即可）。

浓度较小的溶液记为C溶液，其蔗糖与冷水的体积比为2:5(20ml蔗糖:50ml热水即可)，浓度最小的溶液记为D 溶液，其蔗糖与热水的体积比为1:10(5ml蔗糖:50ml冷水即可)。

配制完毕以后放置一会，待溶液A、B 冷却（冷却到同一温度以避免对流）。

若配制完能静置 30min 左右，使蔗糖完全溶解以减少蔗糖晶体对光的散射，光路会更清晰；配制完后 2---3h再实验，效果为最佳；在室温不太低的条件下（以保证 A溶液不析出结晶），配制完后的一两天内均可得到良好的实验效果。

（2）将白屏（泡沫纸做成）竖直固定在透明水槽中（因为白屏与红色的激光光束颜色反差较大）。

（3）依次取A、B、C、D溶液适量加入水槽中，使其在水槽中的厚度分别约为3cm、1cm、0.8cm、3cm。

由于各种浓度不同的溶液在接触面处逐渐混和，形成从上到下浓度逐渐增大的非均匀蔗糖溶液。

注意在加入B、C、D三种溶液的过程中，流速不能太快免各种不同浓度的溶液快速混合破坏非均匀性。

（4）在四种溶液倒入容器后，即可将激光光束从透明水槽侧面沿白屏表面以750左右的入射角，由D溶液斜向下射入非均匀溶液，就可见激光光束的路径在非均匀蔗糖溶液中向下弯曲。

而且只要无结晶析出，这种明显弯曲的实验现象可持续2个星期左右。

本实验的两个优点：
一是现象直观，可见度高，可在上课现场让学生亲自观察到四种溶液的浓度不同（浓度越大颜色越暗）；观察到浓度不同的溶液在接触面处逐渐混和，形成从上到下浓度逐渐增大的非均匀蔗糖溶液；清晰地观察到光在非均匀糖水中逐渐弯向底部的路径。

二是操作简便，所用器材简单易得，若实验用一般的激光笔作为光源，便可随时在教室内演示，具有很强的可操作性。

一支削得很尖的铅笔，在一张硬纸片的中心部分扎一个
小孔成像观察日食
小孔，观察日食。

孔的直径约三毫米左右。

设法把它直立在桌子上。

然后拉上窗帘，使室内的光线变暗。

点上一支蜡烛，放在靠近小孔的地方。

拿一张白纸，把它放在小孔的另一面。

这样，你就会在白纸上看到一个倒立的烛焰。

我们称它是蜡烛的像。

前后移动白纸，瞧瞧烛焰的像有什么变化。

当白纸离小孔比较近的时候，像小而明亮；当白纸慢慢远离小孔的时候，像慢慢变大，亮度变暗。

改变小孔的大小，我们再来观察蜡烛的像有哪些变化。

你可以在硬纸片上，扎几个大小不等、形状不同的孔，孔和孔之间相距几厘米。

这时候在白纸上，就出现了好几个和小孔相对应的倒像。

它们的大小都一样，但是清晰程度不同，孔越大，像越不清楚。

孔只要够小，它的形状不论是方的、圆的、扁圆的，对像的清晰程度和像的形状都没有影响
实验
1、放好蜡烛、小孔屏和毛玻璃屏。

点燃蜡烛，调整蜡烛和屏的高度，使蜡烛的火焰、小孔和毛玻璃屏的中心大致在一条直线上。

蜡烛和小孔屏的距离不宜过大。

调整后，可以在毛玻璃屏上看到蜡烛火焰倒立的实像。

2、移动蜡烛或毛玻璃屏的位置，可以看到，蜡烛距小孔越近或毛玻璃屏距小孔越远，得到的像越大。

第二种：剪去易拉罐的上部，蒙上一层塑料膜，在罐底钻一个小洞。

将小洞向外对着发光物体，即可在塑料膜上得到倒立的像。

微型太阳灶
把手电筒上的反光镜放在太阳底下就是一个小型太阳
灶。

别看它小，用它还能点燃一根火柴呢！只要把反光镜对准太阳，并
让火柴头的位置恰好处在焦点上，一会儿，“吱”的一声，火柴就着了。

如
果光线较弱不易起火的话，最好换成黑头火柴。

凹面镜能把平行光线反射到焦点上，使焦点处火柴头的温度升到燃点以
上，火柴就点燃了。

看花了眼
当我们来到琳琅满目的商店中挑选商品时，常常会说：“都挑花了眼了！”
为什么会看花了眼呢？这里面有一定的科学道理。

先让我们做一个极简
单的实验！
取一个红色的物体放在阳光下，目不转睛地注视一两分钟，然后突然抬
起头来，把眼睛转向白色的天花板。

这时候，你会看到一片飘浮着的蓝绿色，
它的轮廓和红色物体一样，而且色彩非常鲜艳，这种颜色可以连续存在几秒
钟；如果消失了，只要你眨一下眼睛，它又会再出现。

如果换一个绿色的物体重做这个实验，在你的眼里就会浮现出一片红
色，它的颜色比任何红绸布的颜色都鲜艳。

这种现象我们称为“看花了眼”！这是为什么呢？
原来，在人眼睛的视网膜上有一些专门负责感知颜色的视神经细胞，叫
锥形细胞。

它们分为三类：一类专管接收红色光，一类专管接收绿色光，一
类专管接收蓝色光。

当红、绿、蓝三色光按一定的比例同时进入眼睛的时候，
大脑感知的是白色，如果红、绿、蓝按不同的比例射入眼睛的时候，就会产
生各种不同的色感。

彩色电视机上的色彩就是由荧屏上相邻的红、绿、蓝小色点混合而成的。

你可以用一个放大镜来观察电视荧屏来证明这件事。

当你长时间注视着红色
物体的时候，那些专管接收红光的神经细胞就变得十分疲劳，它们的工作能
力开始降低，对红光的反应减弱。

此时，你再转眼注视白色，白色光可以分为红、绿、蓝，它们射入你的
眼中，但是你眼中的红色接收器不灵了，因而你对白色的感觉是蓝绿色；反过来，对绿色注视久了，眼睛对白色的感觉就是桃红色，这是由于缺少了绿色的缘故。

变色水
在水桶里盛满清水，加入两汤匙牛奶或米汤，搅拌成乳状的液体。

用细
线捆住一个小平面镜，浸入水中。

用装有新电池的手电筒照射平面镜，观看平面镜反射回来的光是带色的。

不断改变平面镜浸入水中的深度，反射光会不断改变颜色。

当平面镜由浅入深时，光的颜色会发生如下变化：白色——黄白色——橙色——红色——暗红色。

白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种波长不同的色光组成的。

其
中波长较短的紫、蓝等色光的穿透能力差，经过液层时，被水分子和悬浮的小颗粒散射了，无法通过液层；而黄、橙、红色光的波长较长，并且后者比前者更长，它们的穿透能力也一个比一个强，所以发生上述情况。

硬币升高了
准备一只空杯，投入一枚硬币。

移动杯子，使你的眼睛刚刚看不到硬币。

保持杯子和你的头的位置不变，慢慢向杯中倒水。

你居然可以看到硬币了（如图）！
这和把一根筷子插入水中，筷子看上去变得向上弯折是同样的道理，都
是由于光线从一种物质（水）进入到另一种物质（空气）时发生了折射，折射光射入眼里，在我们视觉上感觉是杯底的位置升高了一点，你就看到硬币了。

眼睛的盲点
用左手遮住左眼，用右眼注视图中的小鹿，不断改变右眼跟小鹿之间的
距离，大约在二十多厘米处，你看不见图右侧的黑点，过近或过远时黑点又会再现。

眼睛能看见东西全靠视网膜的视神经。

但视神经的汇集处是看不见东西
的，这一点叫盲点。

当你注视小鹿时，在一定距离处黑点的影像正好落在盲针刺火柴
在一张桌子的角上，用厚书本竖立一根火柴，横卧一根火柴（如图）。

然后，手拿一枚大针，伸直手臂，沿着火柴杆方向，用针去刺火柴头。

经过几次对比试验后，你会发现：针刺竖立的火柴，容易刺中；针刺横卧的火柴，不容易刺中。

转动厚书，使横卧的火柴，指向脸部，就更不容易刺中了。

再闭上一只眼睛试试，准确性更差了。

视堂的立体感是由双眼的“视觉差异”产生的。

人的双眼在一个水平线
上，对竖立火柴的视觉差异大，立体感强，容易判断火柴的位置，自然容易刺中火柴；对横卧火柴的视觉差异小，立体感弱，难以判断火柴位置的远近，就不容易刺中。

闭上一只眼睛，双眼视觉差异消失了，所以就更难刺中。

点上，所以使你感到图上的黑点好像不存在了。

针孔眼镜
找两个直径30—40 毫米的软塑料瓶盖。

用烧红的针尖，在瓶盖中间扎一
个小孔（直径约1 毫米）。

再在瓶盖两侧各扎两个小孔，用线穿起来就是一
副眼镜（如图）。

戴上这副眼镜，便能看清楚周围的一切。

奇怪的是，不管
是300 度、500 度的近视眼，还是远视眼，戴上它都能看清楚物体。

这是运用了小孔成像原理。

当光线通过小孔后，不管光屏远近，成像总
是清晰的。

人眼睛的视网膜，就好像是个光屏，一般情况下近视眼的人，成
像在光屏之前；远视眼的人，成像在光屏之后。

成像不在光屏上，所以看不
清楚。

加了小孔之后，不管近视远视，都能在视网膜上成像了，所以看得清
楚了。

●演示小孔成像
器材：纸杯、台灯
在一次性纸杯的底部戳一个小孔，对准台灯的灯泡，通过调节孔与灯泡的距离，在白色墙壁上观察小孔成像的特点
●演示凸透镜实验
器材：一瓶矿泉水
⑴用一瓶矿泉水对着太阳光，可以在地面上得到“细细”的亮条，说明凸透镜对光有会聚作用。

⑵用手握住一瓶矿泉水，隔着瓶子观察自己的手指，可以看到放大了的手指虚像，以此来演示凸透镜成放大虚像的实验。

●演示凹透镜实验
器材：一副近视镜、课本
我们的近视眼镜片就是凹透镜，通过近视镜片观察课本上的字，不论怎样调节距离，只会看到正立变小的字，说明凹透镜只成正立缩小的虚像。

●演示光的衍射现象
器材：两支铅笔、日光灯
把两支铅笔并在一起，中间留一条狭缝，眼睛通过狭缝去看远处的日光灯，可以看到许多彩色的衍射条纹。

●演示凸面镜成像实验
器材：新图钉（或新不锈钢勺）
取一崭新图钉，图钉的钉帽就是一凸面镜，我们只要对着钉帽就可观察到凸面镜的成像情况。

还有，崭新的不锈钢勺子的图面也是一凸面镜。

●演示凹面镜成像实验
器材：一新不锈钢勺子（或手电筒的金属锅）
取一崭新的不锈钢勺子，其内侧就是一凹面镜，我们对着勺子内侧则可观察到凹面镜的成像情况。

再有，手电筒的金属锅也是一凹面镜。

●演示光的色散实验
器材：一浇花的喷壶、清水
找一晴天，用家里浇花的水壶（必须能喷出雾状的水雾），背对太阳朝45度角左右喷去，就会在空中出现美丽的彩虹，说明太阳光由七种颜色的光组成，这就是光的色散。

实验一如何让竖直向下照射的光照到天花板上正对应的位置。

大人拿着手电筒固定不动,小朋友调节镜子,将光反射到屋顶的电灯上,或者其它任意指定的物体上..如果小朋友成功了. 可以改为激光笔再做一次.因为激光没有扩散.看似一样的实验,但是难度却是大很多的,需要小朋友耐心和细心观察思考.实验过程中还可以关掉手电筒,转动镜子,让小朋友预先猜光会反射到哪儿去,以此来感受反射角的概念.
另一个做法就是每个小朋友都各拿一面镜子,站成一个大圈,给镜子编个号.然后将手电筒的光依次按顺序从一号镜子反射到二号,三号等,最后反射到指定物体上.可以让小朋友在既分工又合作中感受光的变化.。