模拟海市蜃楼实验.ppt

郴州市物理创新实验大赛郴州市物理创新实验大赛“模拟海市蜃楼模拟海市蜃楼”实实验验郴州市五中郴州市五中 廖振军廖振军 自古以来，蜃景就为世人所关注。自古以来，蜃景就为世人所关注。在西方神话中，蜃景被描绘成魔鬼的在西方神话中，蜃景被描绘成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆。我国古化身，是死亡和不幸的凶兆。我国古代则把蜃景看成是仙境，秦始皇、汉代则把蜃景看成是仙境，秦始皇、汉武帝曾率人前往蓬莱寻访仙境，还屡武帝曾率人前往蓬莱寻访仙境，还屡次派人去蓬莱寻求灵丹妙药。现代科次派人去蓬莱寻求灵丹妙药。现代科学已经对大多数蜃景作出了正确解释，学已经对大多数蜃景作出了正确解释，认为认为蜃景是地球上物体反射的光经大蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像气折射而形成的虚像，所谓蜃景所谓蜃景就是就是光学幻景。光学幻景。蜃景形成示意图蜃景形成示意图 一、实验在教材中所处的地位与作用：一、实验在教材中所处的地位与作用：“海市蜃楼海市蜃楼”是人教是人教2011版八年级物理上册第版八年级物理上册第四章四章光现象光现象第第4节节光的折射光的折射“科学世界科学世界”（p83）中的内容。因蜃景的形成具有相当苛刻）中的内容。因蜃景的形成具有相当苛刻的条件，现实生活中，绝大多数人都未见过的条件，现实生活中，绝大多数人都未见过“海市海市蜃楼蜃楼”景观，学生对这一现象具有强烈的兴趣和求景观，学生对这一现象具有强烈的兴趣和求知欲望。通过本实验的演示，学生能够对光的传播知欲望。通过本实验的演示，学生能够对光的传播和光的折射规律有更深刻的理解，能够进一步解释和光的折射规律有更深刻的理解，能够进一步解释日常生活中许多的光现象。日常生活中许多的光现象。二、实验原型及不足之处：二、实验原型及不足之处：教材对教材对“海市蜃楼海市蜃楼”只是文字上的介绍只是文字上的介绍和解说，没有演示实验。学生没有见过真正和解说，没有演示实验。学生没有见过真正的的“海市蜃楼海市蜃楼”，老师在讲解，老师在讲解“海市蜃楼海市蜃楼”及其形成原因时也感觉不知从何说起，学生及其形成原因时也感觉不知从何说起，学生更不容易掌握。而我设计的这个实验充分解更不容易掌握。而我设计的这个实验充分解决了以上的问题。决了以上的问题。三、实验创新与改进之处：三、实验创新与改进之处：1、创造性地用钻有均匀小孔的泡、创造性地用钻有均匀小孔的泡沫缸解决了梯度溶液的快速配制问题，沫缸解决了梯度溶液的快速配制问题，实验成功率实验成功率100%；2、过饱和食盐溶液的设计方案、过饱和食盐溶液的设计方案延长了延长了“蜃景蜃景”的持续时间（的持续时间（6个小个小时以后还能清晰的见到时以后还能清晰的见到“蜃景蜃景”）；）；四、实验器材、步骤、及注意事项四、实验器材、步骤、及注意事项器材：器材：玻璃缸玻璃缸（60cm30cm70 cm）、）、水、食盐、白纸、薄泡沫板、激光笔、水、食盐、白纸、薄泡沫板、激光笔、台灯、实物（杯子）台灯、实物（杯子）步骤：步骤：1、在玻璃缸中配置适量稍过饱和、在玻璃缸中配置适量稍过饱和的食盐水溶液。的食盐水溶液。2、用薄泡沫板制作一个略小于玻璃、用薄泡沫板制作一个略小于玻璃缸内壁大小的泡沫缸，用铁钉在其底部缸内壁大小的泡沫缸，用铁钉在其底部均匀地钻好小孔。均匀地钻好小孔。3、在泡沫缸底部的小孔上方用白纸、在泡沫缸底部的小孔上方用白纸垫上，将泡沫缸放置在饱和食盐水面上。垫上，将泡沫缸放置在饱和食盐水面上。4、将清水注入、将清水注入“泡沫缸泡沫缸”中，清水中，清水的量与食盐水大致相同。的量与食盐水大致相同。5、静置、等待（放置期间不可振、静置、等待（放置期间不可振动、晃动装置），直到出现分层液面动、晃动装置），直到出现分层液面为止。为止。6、清水渗透期间用激光笔水平射、清水渗透期间用激光笔水平射入溶液，观察折射现象。入溶液，观察折射现象。7、将一物体放在玻璃缸背面，用、将一物体放在玻璃缸背面，用台灯照亮物体，从正面观察、拍摄蜃台灯照亮物体，从正面观察、拍摄蜃景。景。8、若搅动溶液，、若搅动溶液，“蜃景蜃景”立即消立即消失。失。注意事项：注意事项：1、泡沫缸底部小孔的多少与、泡沫缸底部小孔的多少与孔径的大小直接影响清水渗透的孔径的大小直接影响清水渗透的进度（梯度溶液形成的快慢），进度（梯度溶液形成的快慢），即蜃景出现的早晚；即蜃景出现的早晚；2、饱和溶液中未融化的食盐、饱和溶液中未融化的食盐的多少决定蜃景持续的时间长短。的多少决定蜃景持续的时间长短。五、实验效果五、实验效果 现场配制溶液，现场配制溶液，10分钟左右便能出现分钟左右便能出现“蜃景蜃景”，可视面大，现象明显，图像清晰稳定，且可视面大，现象明显，图像清晰稳定，且持续时间长久，实验成功率持续时间长久，实验成功率100%。(如下图所示）如下图所示）六、自我评价：六、自我评价：1、创造性地用钻有均匀小孔的泡沫缸解决了梯度创造性地用钻有均匀小孔的泡沫缸解决了梯度溶液的快速配制问题，实验成功率溶液的快速配制问题，实验成功率100%；实验中使用薄泡沫缸的优点：实验中使用薄泡沫缸的优点：（1）泡沫有一定的）泡沫有一定的“硬度硬度”，不易变形。，不易变形。（2）泡沫起）泡沫起“隔板隔板”作用，使清水与饱和食盐水的作用，使清水与饱和食盐水的“安静安静”地地“碰碰”在一起。在一起。（3）泡沫密度小于水，注入清水后，随着水位上升，泡沫缸同时也上升，不）泡沫密度小于水，注入清水后，随着水位上升，泡沫缸同时也上升，不用中途取出，以免影响用中途取出，以免影响“梯度溶液梯度溶液”的形成。的形成。（4）泡沫材料普遍，价格便宜，易于加工、裁剪、钻孔。）泡沫材料普遍，价格便宜，易于加工、裁剪、钻孔。2、本实验既形象、直观地演示了光在不均匀介质中、本实验既形象、直观地演示了光在不均匀介质中的传播路径问题，又为学生解开了自然奇观的传播路径问题，又为学生解开了自然奇观“海市蜃海市蜃楼楼”的形成原理，极大地提高了学生的学习兴趣。的形成原理，极大地提高了学生的学习兴趣。