奇妙的红汞水——散射光研究

1. 红汞水一瓶。
2. 大烧杯一个，滴管一支。
3. 实验室常用光源。
4. 黑纸一卷，剪刀一把。
5. 普通投影仪一台。
6. 其他实验室常用元器件。

光的散射十分常见，但其原理却很复杂。世界上一切物体都会散射光，包括空气在内，天空的蓝色和朝阳的红色正是空气分子散射所形成的。本实验要求学生在了解光散射原理的基础上，对红汞水的奇妙散射现象进行分析与研究，从而加深对光的分子散射与波长关系的了解，提高在实践中发现问题、分析问题和研究问题的能力。

1. 什么是光的散射现象？什么是“表面散射”？什么是“体内散射”？它与光的反射、折射、衍射有什么区别？你能举出日常生活中所见的各类散射现象吗？
2. 什么是“弹性散射”？什么是“非弹性散射”？它们的主要区别是什么？它们的散射光波长与入射光波长的关系怎样？
3. 什么是“瑞利散射”？什么是“廷德尔散射”？它们同属于哪一类散射？它们的主要区别是什么？它们的散射光强度与入射光波长的关系怎样？
4. 你能用光的散射原理解释蓝天、白云和红太阳的颜色吗？
5. 光的散射有什么应用？请举例说明。
6. 什么是红汞水溶液？它有什么光学特点？

1. 把少许几滴红汞水慢慢滴入一大烧杯的水中，仔细观察红汞液滴溶于水时颜色是如何变化的。分析并解释这种变化的原因。
2. 将上述滴有红汞的水搅拌后，把盛该溶液的烧杯放在眼前，对着灯光或阳光观察，你看到的溶液是什么颜色？把烧杯周围用黑纸包裹起来，只露出一条3~5mm的缝（或小孔），从缝（或孔）向内看，该溶液是什么颜色？两次看到的颜色相同吗？为什么？分析不同的原因。试验不同浓度的红汞水，找出颜色变化最为明显的红汞水浓度。
3. 根据上述观察到的现象，设计一个小魔术，令观众感到烧杯中的水因为你的“魔法”而突然改变颜色。
4. 设计一个演示实验，让一个大教室的学生清楚而同时看到红色和绿色的红汞水。
5. 寻找你可能用来做实验的各种常见液体，通过实验看看它们有没有与红汞水类似的光学性质，得出你的结论。
6. 当硫酸（H2SO4）慢慢进入硫代硫酸钠（Na2S2O3）溶液时，会逐步形成硫的沉淀，这种颗粒开始形成时很小，以后逐渐变大。设计一个实验，观察和研究白光在这种溶液中的散射光和透射光颜色的变化情况，解释你所看到的现象，得出你的结论。

注意：硫酸有很强的腐蚀性，遇水可能引起爆炸。本实验应在教师指导下进行，以免发生意外！！！

1. 实验的目的、意义。
2. 实验过程的详细记录。
3. 实验中发现的问题及其解决方法。
4. 实验结果的简要描述。
5. 你所设计的魔术表演方法及在同学中表演的实际效果。
6. 你所设计的演示实验及在同学中演示的实际效果。
7. 本实验的收获、体会和改进意见。

1. 章志鸣等. 光学 ( 第二版 ). 北京：高等教育出版社, 2000.
2. [法]Francon等. 清华大学光学仪器教研组译. 物理光学实验. 北京：机械工业出版社, 1979.

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