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光与光学

罐子里的日落

用手电筒照射一罐掺了牛奶的水,从侧面看它是蓝色的,从末端看它是橙色的,原因和天空与日落完全相同。

简单 · 45分钟

罐子里的日落

简介

天空不是因为倒映海洋才变蓝的,日落也不是因为太阳换了颜色才变橙的。它们是同一个效应,只是观看的角度不同。

你可以用一个手电筒和几滴牛奶,把这个效应装进厨房桌上的一个罐子里,并在同一分钟内从两个角度分别看一遍。

原理说明

白光是所有颜色同时存在。当它遇到远小于自身波长的东西时,波长短的蓝光被撞向侧面的程度远远超过波长长的红光,大约是十六倍,而被撞向侧面的这些光,正是你从罐子侧面看到的。剩下能从另一端射出来的光已经被抽走了蓝色,所以看上去温暖发橙。在天空中,负责散射的是空气分子;日落比正午更红,是因为那时的光要穿过厚得多的空气才能到达你的眼睛。

分步说明

  1. 1

    把罐子装满水,关灯。从一端用手电筒照进去,然后从侧面看这束光。在清水里你几乎看不见它,因为里面几乎没有东西可以散射光。

  2. 2

    加入两三滴牛奶并搅匀。再从侧面看。现在这束光应该看得见了,而且带着淡淡的蓝色。

  3. 3

    现在把手电筒放在另一端,顺着罐子的长度方向往里看。不要看手电筒本身,要看已经穿过水的那束光。它应该比射入时更偏暖色。

  4. 4

    再加一滴,把两个视角都重新看一遍。记下每种颜色随之发生了什么变化。

  5. 5

    继续一滴一滴地加牛奶,直到侧面看到的光束由蓝变白。记下一共用了多少滴。

  6. 6

    把白纸举在另一端,看光在纸上留下的那块光斑。把两滴时的光斑和八滴时的同一块光斑作比较。

  7. 7

    用一句话解释:太阳本身完全没有变化,为什么正午和日落的颜色却不一样。

一滴一滴地记

每一种牛奶用量填一行。在加下一滴之前,先从侧面看一次,再从末端看一次。

牛奶滴数侧面看到的颜色从末端透出的颜色备注
行 1, 牛奶滴数行 1, 侧面看到的颜色行 1, 从末端透出的颜色行 1, 备注
行 2, 牛奶滴数行 2, 侧面看到的颜色行 2, 从末端透出的颜色行 2, 备注
行 3, 牛奶滴数行 3, 侧面看到的颜色行 3, 从末端透出的颜色行 3, 备注
行 4, 牛奶滴数行 4, 侧面看到的颜色行 4, 从末端透出的颜色行 4, 备注
行 5, 牛奶滴数行 5, 侧面看到的颜色行 5, 从末端透出的颜色行 5, 备注
行 6, 牛奶滴数行 6, 侧面看到的颜色行 6, 从末端透出的颜色行 6, 备注
行 7, 牛奶滴数行 7, 侧面看到的颜色行 7, 从末端透出的颜色行 7, 备注
行 8, 牛奶滴数行 8, 侧面看到的颜色行 8, 从末端透出的颜色行 8, 备注

侧面视角从蓝色变成白色的那一行,就是最有意思的一行。写下你认为发生了什么变化。