如何用激光器觀察布朗運動　由物理網(wǎng)資料整理

一、實驗器材

1支玩具激光器，1只廢舊白熾燈泡，1塊長30cm、寬10cm的小木板,8號鐵絲長約50cm,3顆鐵釘,30cm長的細(xì)線,水和少許淀粉。

二、制作

(1)把白熾燈泡的底座取掉，將內(nèi)部的燈絲取出，用水將內(nèi)外清洗干凈，再在燈泡內(nèi)裝滿純凈的水;

(2)將鐵絲剪斷并且彎成兩個U型支架倒立釘在木板上，把激光器用細(xì)線固定在U型支架上面;

(3)使3顆鐵釘形成三角形釘在木板上將裝滿純凈水的玻璃燈泡放在3顆鐵釘之間，一定要放平穩(wěn)，如圖1所示。

 

三、實驗演示

(1)把教室的門和窗戶的窗簾關(guān)起來，打開激光器，激光通過燈泡射在白色墻壁(有屏幕更好)上，此時在墻壁上會出現(xiàn)一個較大的光斑(光斑的顏色與激光器發(fā)出的光的顏色相同)。這是因為玻璃和水的折射率大致相同且又比空氣的大，這樣裝滿水的玻璃燈泡就相當(dāng)一個凸透鏡，它具有擴(kuò)散光束的作用。

(2)將少許淀粉撒入玻璃燈泡中的水里，我們立即就會在墻壁上觀察到在光斑中有很多微小的發(fā)光點在不停地做無規(guī)則運動。這是由于液體分子無規(guī)則運動從各個方向撞擊懸浮在液體中的微小淀粉顆粒，從而引起這些微小顆粒的無規(guī)則運動。這些無規(guī)則運動的微小顆粒經(jīng)過擴(kuò)散的激光束照射，成為一個個不停地運動的光點而映現(xiàn)在墻壁上，這就是布朗運動。注意淀粉不能撒得太多，撒多了光斑很暗，光點的運動也看不清楚。

(3)若觀察時間較長，我們會發(fā)現(xiàn)光點慢慢增大，且無規(guī)則運動也變得緩慢。這是因為淀粉顆粒在水中吸收水分子后發(fā)生了膨脹，質(zhì)量和體積增大了，所受周圍水分子碰撞次數(shù)增多，其平衡性加強，因此其做無規(guī)則運動的速度變慢了。

(4)如果我們將玻璃燈泡里面的水倒去一部分，再加入一些熱水，發(fā)現(xiàn)光點的運動明顯加快了。由此更能使學(xué)生認(rèn)識到分子運動隨溫度的升高而變得更加激烈。

四、實驗改進(jìn)后的優(yōu)點

利用一支玩具激光器對原布朗運動實驗的改進(jìn)，實驗現(xiàn)象直觀，特別是通過具有凸透鏡性質(zhì)的裝滿純凈水的玻璃燈泡，不但對激光束具有擴(kuò)散作用，而且對水中微小顆粒具有放大成像的作用，從而使微小淀粉顆粒所產(chǎn)生的布朗運動更加明顯，從而取得了良好的實驗效果。

利用這一裝置還可以觀察生物切片的載玻片，使生物學(xué)很多在課堂上難以實現(xiàn)的演示實驗取得滿意的效果。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaozhong/721672.html

相關(guān)閱讀：你會安排你的課余時間嗎？