用寶特瓶重現夕陽!用牛奶揭開光的魔法「散射」之謎

逐工做實驗,我是科學教練桑子研。

夕陽水甲予人透袂大氣。今仔日我想欲分享一個簡單閣好耍的實驗,做伙來解開「為什麼夕陽會變做橘色抑是紅色」的大自然謎題。

夕陽會遐爾媠,其實是因為一個叫做「光之散射」的現象。聽起來好親像真深奧,但是透過這个實驗,你一定會感覺科學原來遮爾趣味!

另外,咱閣會使順紲偷看這个實驗的靈魂角色——牛乳,伊的微粒佇顯微鏡下跤好親像有生命按呢,趖來趖去喔!

科學食譜:用寶特瓶變出一粒夕陽!

愛準備的物件:

寶特瓶(1.5公升)2罐

牛乳(用番仔油水、雪文水嘛會使)

電火(手電筒)

電火建議揣彼種光線強、會使射直直的比較好觀察。

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按怎做:

第一步,先準備! 將兩罐寶特瓶攏裝滿水。

第二步,落魔法! 佇其中一罐水滴幾滴仔牛乳,予水望起來有一點仔「霧霧白白」就厚矣。千萬毋通落傷濟!建議用滴管一滴一滴加,調到適當的濃度。

暗摸摸來照光!(對照組)

IMG_2661

 共電火熄掉,將電火貼佇瓶底。先照「只有清水」的寶特瓶。你會看著光線真順按呢射穿過瓶子,對面看過去也是白色的光。

正式來矣! 改換照那罐有加牛乳的寶特瓶。請對側邊看,再對正面的瓶蓋看,看這兩罐有啥物無仝款。

結果:

スクリーンショット 2013-11-05 7.03.17

 清水的瓶子,光就是原封不動變白色穿過去。
 但是有加牛乳的這罐呢?對側邊看,光線的路線竟然變做「藍白色」!閣較神妙的是,你若對瓶蓋正面看,光竟然對白色變做橘色,甚至變紅色!這根本就是夕陽的色緻嘛!

為什麼?寶特瓶變身夕陽的秘密

這个神奇現象的關鍵,就是牛乳內底肉眼看袂著的細膩「粒子(脂肪佮蛋白質)」。

光的「色緻」佮「波長」:太陽抑是電火的光,望起來是白的,其實是像虹仔按呢由真濟色混合組成的。光是一種「波」,逐款色的波長長短無仝。

藍色光:波長較「短」。

紅色光:波長較「長」。

「散射」這个攔路虎:當光遇到空氣抑是水裡的小粒子,光就會亂噴、向四面八方散開,這就叫作「光之散射」。波長短的「藍光」上愛亂噴,遇到粒子就容易散開;相反的,波長長的「紅光」個性比較穩,會使穿過粒子直直走。

實驗解說:佇有牛乳的瓶子裡,光會遇到真濟「牛乳粒子」。

對側邊看藍藍的:電火一入去瓶子,藍光就開始亂噴,這些散開的藍光入到咱的目珠,所以看起來就是藍白色的光路。

出口處變紅紅的:等光走到瓶蓋的時候,藍光早就佇半路散了了矣。結果,只有穿透力最強的「紅光」會使成功突圍,送到咱的目珠。

這就是「天頂」咧發生的代誌

這个實驗,完美模擬了地球的大氣現象:

牛乳粒子 = 空氣中的塗粉、水蒸氣等細膩粒仔

寶特瓶的水 = 籠罩地球的「大氣層」

電火 = 「太陽」

日頭炎炎(天頂為什麼是藍色):太陽佇正頭頂,光線經過大氣層的距離較「短」。這个時陣,藍光佇咱頭頂散開,所以天頂看著就是藍色的。

黃昏時段(夕陽為什麼是紅色):太陽落山的時候,光線愛「敧敧(斜斜)」按呢經過真長的厚厚大氣層,就親像從寶特瓶底走到瓶蓋按呢。等光來到咱面前,藍光早就佇半路散光光矣,最後只賰「紅光」射過來。這就是夕陽的真相!

微觀世界的舞步:布朗運動

閣較趣味的是,如果你共剛才的牛乳水囥佇150倍的顯微鏡下跤看,你會看著裡面的蛋白質粒仔。

這些粒仔竟然會好親像活物按呢,歪來歪去、亂振動!

這毋是粒子有生命,是因為看袂著的「水分仔」咧發熱運動,四面八方直直「挵」這些牛乳粒子。科學上這叫作「布朗運動(Brownian motion)」。

一罐牛乳,竟然會使從光的波動講到熱力學,科學係毋係真趣味?

文學裡面的「銅色」天空

這个「光之散射」嘛定定出現在文學作品。 宮澤賢治的《卜多力的一生》裡面,描述過因為天氣冷,太陽光變做「銅色(咖啡色)」的故事。

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摘自《卜多力的一生》

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摘自《卜多力的一生》

 這可能是因為佇賢治彼个時代(大概100年前),有大型火山噴發,火山灰遮去規个地球的空氣。

這就親像佇大氣層中落了超濟的牛乳粒子!因為粒子傷過濟,連日時的藍光嘛被散掉,日頭看起來就變做紅烏紅烏的「銅色」。實驗中咱看著的色緻,可能就是當年籠罩彼个時代的色。

科學的世界其實就佇咱身軀邊。想欲實驗成功,上重要的就是揣一跤「光真強的LED電火」。逐家緊來試看覓!

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下回,欲毋欲挑戰用寶特瓶做虹仔咧?

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