用丁达尔效应演示光学实验
2004年1O月Vo1.22No.20中学物理 研究+用丁达尔效应演示光学验
一
,丁达尔效应的理论基础
在光的传播过程中,光线照射到微粒时, 如果微粒大于入射光波长很多倍,则发生光的 反射;如果微粒小于入射光波长,则发生光的 散射.丁达尔现象就是光的散射现象.由于溶 胶粒子大小在lnm,100rim之间,小于可见光 的波长(400rim,700rim),当可见光透过溶胶 时会产生明显的散射作用.而对纯水,洁净的 空气,溶液,虽然分子或离子更小,但因散射光 的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱,因 此,它们对光的散射作用很微弱,光在通过时 就看不清楚.
二,氢氧化铁胶体的配制
将60mI蒸馏水煮沸后移去酒精灯,立即 加入0.2gFeC13晶体,搅拌均匀后即得到红褐 色Fe(oH),溶胶.若需胶体体积较大时,可按 此比例进行扩大.
三,做光学实验
1.光的直线传播
用激光灯从不同侧面照射上述Fe(oH), 溶胶,均可看到光的直线传播.
2.光的反射
将演示光反射实验的实验装置放入上述
液溶胶中,用激光灯照射,则入射光线,反射光 线,入射角,反射角观察的非常清楚.改变入射 光线位置,反射光线也随之发生改变. 3.光的折射
上述Fe(oH)3溶胶是用沸水加FeC13晶 体配制的.刚配制的Fe(oH)溶胶上方有水蒸 气,这正好是很好的气溶胶.在上方用激光灯 照射,光线在气溶胶中呈现出来,进入液溶胶 ?
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王智明
中的光线,则发生明显的折射.改变入射角,折 射角也随之发生改变.
4.光的会聚与发散
将凸透镜,凹透镜放入上述液溶胶中,用 两支以上的激光灯同时照射液溶胶中的凸透 镜或凹透镜,红色光线经透镜后在液溶胶中发 生会聚或发散.但由于透镜由光学玻璃制成, 光在玻璃中与光在水中的速率相差的不多,也 就是说水与玻璃之间的折射率较小,所以光线 在液溶胶中的会聚与发散没有在空气中偏折 的角度大.例如:一个在空气中焦距为10crn 的透镜,在水中的焦距变为20crn,所以光线偏 折的不太明显.为做好这些实验,可人工制造 一
些云或雾.例如:将几十支燃着的蚊香均匀 地插在盛满沙子的容器中,上方的烟便是很好 的气溶胶.在气溶胶中做光的会聚与发散效果 很好.
凸面镜,凹面镜的会聚与发展实验,在气 溶胶中做的效果也非常明显.
附:两种胶体的配制方法
1.硫磺的水溶胶
先将过量的硫磺加入乙醇中溶解,静置一 段时间,使未溶的硫磺颗粒下沉.取上层硫磺 的酒精溶液,用胶头滴管逐滴入一定量水中, 搅拌,并用激光灯不断测试,直至红色光线非 常明显为止.此时,硫磺的水溶胶略显乳白色. 2.松香的水溶胶
先将松香溶于酒精中,然后采用上述方 法,滴入水中便可配制成略显乳白色的松香水 溶胶.
【作者单位:(453600)河南辉县市城内初中1