1杯水让光‘劈叉’,4个实验培养孩子科学思维
1杯水让光‘劈叉’,4个实验培养孩子科学思维
在日常生活中,许多看似平常的现象背后都蕴含着科学原理。本文通过几个简单有趣的实验,帮助孩子们理解光的反射和折射现象,培养他们的科学思维。
阳光明媚的早晨,一位家长和孩子拿着手机躺在床上,光线照在手机保护屏上。那时,手机屏幕正对着书,保护屏反射的光线投射在洁白的书页上,瞬间书页上便显现出一抹蓝紫色的光影。
孩子误以为那是手机发出的光(尽管手机一直是关闭状态),看到书页上的蓝紫色光斑后,好奇地问道:“手机发出的光究竟是什么颜色的呢?”孩子平时看手机,能从屏幕上看到五彩斑斓的图案,现在只在纸上看到蓝紫色的光有点不理解。
幸好这位家长之前曾看过自然光与手机光的图谱对比,否则还真难以向孩子解释清楚。天然的光源,其实就是太阳散发出的光,有颜色吗?——想想太阳的光晕、想想彩虹的颜色,孩子就有答案了。
我们在手机上看到的图案是五彩斑斓的,所以,手机屏幕呈现图案时散发的光也是带有各种颜色的。他们明显的区别在于,屏幕散发的光以蓝色光谱尤为突出。而蓝色光对眼睛产生伤害的强度非常大,所以这也是我们为什么要控制使用手机时长的原因。
那么手机屏幕没点开,纸上蓝紫色的光从哪里来?
我们把手机贴近书面,光影就没了。拿到暗处,光影也没了。这说明,纸上产生蓝紫光影的必要条件是有光。光照在手机屏幕上,因为屏幕不透光,光没处可去,就又“跑到”了纸上,这就是光的反射。当我们打开手电筒,光束可以照亮远方,这说明光具有速度。实际上,光的速度是非常快的,大约为每秒2亿9千万米,是自然界中已知的最大速度。
那为什么光团是蓝紫色的?这就与手机保护屏自身的颜色有关了。为了保护视力,我们买的防蓝光保护膜是蓝紫色的。
带动孩子思考,光照在手机上被反射,因为光透不过去。那如果把手机换成透明的物体,光可以轻松穿过去,会发生什么呢?
拿一个透明的玻璃杯,我们借用水观察「光的足迹」。把一根筷子放进杯中,一半在水里,一半在杯外。令人惊奇的现象出现了:从斜上方望去,筷子仿佛一分为二,又似被折断一般。
光从空气进入水中,因为光在空气和水中的传播速度不同,光在空气中跑得快,在水中跑得慢,所以才有了视觉差异,这就是光的折射。
这也是为什么我们带孩子捞鱼时,小孩子不容易捞到鱼的原因。由于光的折射现象,我们看到的鱼的位置与鱼实际的位置存在偏差,导致视觉上的错觉。
我们还可以在碗里放一块硬糖,让孩子往后挪直到看不到糖块停下来。然后往碗里倒水。这时,孩子的位置没变,但可以看到水中的糖块了。这也是因为水的折射,水改变了光的路线,让原来因为碗边遮挡的糖块,再次可见。