-基础性实验：趣味光学实验

光学基础性趣味实验

目录

实验1 光与彩虹（人造彩虹） (2)

实验2 人造彩虹2 (3)

实验3 光的折射实例 (5)

实验4 自制放大镜 (6)

实验5 红外线实验的设计 (7)

实验6 多功能小孔成像仪的制作 (8)

实验7 自制针孔眼镜——小孔成像的应用 (9)

实验8 镜子中有无数个镜子 (10)

实验9 日食和月食的演示 (11)

实验10 制作针孔照相机 (12)

实验11 用激光器演示光的直线传播 (13)

实验12 全反射现象观察.......................................................................... 14错误!未定义

实验1 光与彩虹（人造彩虹）

思考：你用什么办法能制作出与空中彩虹颜色一样的彩虹?

实验准备：清水1盆、平面镜1个

实验操作：

1．取一小盆并加入2/3的水，再把镜子斜放于盆内；

2．使镜面对着阳光，在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。

实验中的科学：将镜子插入水中时，在对面的墙上就能看到美丽的彩虹。它是光的折射作用，实验表明：白光通过三棱镜后就会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光，这就是光的色散。这里镜面左侧的水就好像一个三棱镜，因而光射出水面后就会发生色散，形成彩虹。

创新：想一想,还有什么办法,可以制造出美丽的彩虹?

实验2 人造彩虹2

准备材料：水、一个玻璃杯、一张白纸。

实验步骤：

1．在玻璃杯中装满水，把杯子拿到阳光可以照射到的窗台上；2．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!

实验3 光的折射实例

思考：当筷子插一半在水中时，看到的是筷子“折断”的样子，这是什么原因呢？

实验准备：纽扣1枚、水少许、浅底盘1个、玻璃杯1个

实验操作：

1.将纽扣放在盘中；

2.杯子杯口朝上，压在纽扣上；

3.一同学从侧面观察，另一同学往杯内慢慢倒入清水，倒着倒着就会发现看不到纽扣了；

4.如果向盘子中加些水，慢慢可以看到纽扣又出现了。

注意：观察纽扣时要从侧面观看，如果从纽扣上方观察，总能看清纽扣。

实验中的科学：

1.当杯子渐渐注入水时，由于光线折射，纽扣的影像会消失。

2.把水再加入盘子中，改变光的折射角度，纽扣影像会重新出现。

想一想：光由空气进入水中，或由空气进入玻璃中，就会产生一些折射的现象，那么，就请你想一想，生活中还有哪些光的折射事例呢？

实验4 自制放大镜

思考：水也能当放大镜，你知道吗？

实验准备：水、保鲜膜、大碗1个、彩色珠子

实验操作：

1. 把彩色珠子放入碗中，用保鲜膜封住碗。

2. 用手轻轻把碗口上面的保鲜膜向下按一些，使保鲜膜成倒锥形。

3. 将水倒在保鲜膜上，通过水看碗中的物体，观察彩色珠子与平时有什么不同。

实验中的科学：碗里的物品看起来大了不少，这是因为保鲜膜上的水形似凸透镜，而通过凸透镜看到的物体往往会大于原有形状。我们通常所说的放大镜就是凸透镜，中间厚而边缘薄。投影仪、照相机、摄像机、显微镜等仪器的镜头就是凸透镜。

实验5：红外线实验的设计

1实验器的制作

(1)把内壁后面镀有银，功率为250W，带灯座和电源插头的红外线灯固牢在光学光具座的最左端上。

(2)用超粘胶把圆球形烧瓶的底粘牢在光学光具座烛台上，然后把它装在光具座上红外线灯的右边，距灯约20ｃｍ。

(3)用超粘胶把乒乓球粘牢在光具座另一烛台上，并把它装在光具座上的圆球形烧瓶的右边。实验装置便安装完成。

2实验操作

(1)调节光具座上的红外线灯、烧瓶和乒乓球，使灯丝、球形体和乒乓球三者的中心点在同一水平高度的一条直线上。

(2)把含碘的二硫化碳溶液倒进圆球形烧瓶里，装满圆球形体(碘含量能使溶液呈黑色为好)即可

(3)接上电源，开启红外线灯。

(4)含碘的二硫化碳溶液能吸收可见光而让红外线穿透过。这个装有含碘的二硫化碳溶液的圆球形烧瓶，相当于一个凸透镜，当把乒乓球左右移动至这个“凸透镜”的焦点上时，乒乓球就会被烧焦。

(5)把其他的易燃物或温度计的玻璃泡放在乒乓球的位置上时，也会看到易燃物被烧焦燃烧起来或温度计的液柱迅猛升高的现象。