段玉佩
一場(chǎng)大雨之后,你常常能看到跨越蒼穹的美麗彩虹。彩虹的美好,總是短暫的,可遇而不可求。要是有什么辦法能讓彩虹變得觸手可得,讓我們想看多久就看多久,那該多好啊!
這其實(shí)一點(diǎn)也不難!只要你懂得密度和大氣壓強(qiáng)的相關(guān)知識(shí),就可以美夢(mèng)成真了!今天,就讓我們一起動(dòng)手,做一道想看就看的吸管彩虹吧!
實(shí)驗(yàn)步驟
將幾個(gè)水杯一字排開(kāi),每一個(gè)水杯都注入相同量的清水。然后,用食用色素將水杯中的水依次染色,越接近彩虹的顏色組成越好。
從第2個(gè)杯子開(kāi)始,依次放入不同量的白砂糖,第1杯不放、第2杯放一勺、第3杯放兩勺,依此類推……
一手握好長(zhǎng)吸管,四指并攏握住吸管,拇指保持自由收放的狀態(tài),得以輕松堵住或放開(kāi)吸管的頂端。
用拇指堵住吸管,將吸管小心地靠近第1個(gè)水杯的水面,將吸管伸入水中,在水面之下2厘米左右的位置停住,保持不動(dòng)。將拇指放開(kāi),此時(shí),第1個(gè)水杯中的水會(huì)涌入吸管,上升到與水杯中的液面平行的位置處時(shí),再次用拇指堵住吸管口,拿起吸管,會(huì)發(fā)現(xiàn)第1個(gè)水杯顏色的水柱停留在高于吸管底部2厘米的刻度上。
將吸管小心地靠近第2個(gè)水杯的水面,再次將吸管伸入水中,在第2個(gè)水杯的水面之下2厘米左右的位置停住,保持不動(dòng),將拇指放開(kāi)后,第2杯水顏色的水柱會(huì)擠進(jìn)吸管,將剛才第1個(gè)水杯顏色的2厘米水柱托上去。
依此類推,按照水杯中加入白砂糖量的從少到多,逐段增加吸管中的彩色液柱。
實(shí)驗(yàn)材料
長(zhǎng)吸管、幾個(gè)一樣的水杯、清水、食用色素、白砂糖
實(shí)驗(yàn)原理
你準(zhǔn)備的顏色越多,做出的彩虹顏色就會(huì)越豐富。只要你的拇指不松,這條吸管彩虹,你想看多久就看多久。
那么,吸管彩虹背后的科學(xué)原理是什么呢?讓我們?cè)侔磮D索驥,回憶一下剛才的實(shí)驗(yàn)步驟……
原來(lái),這里面有兩個(gè)重要的“物理大師”在起作用。第一,密度大師。我們把白砂糖加入清水后,清水就變成了糖水,加入的糖越多,糖水的密度就越大。而密度越大的物質(zhì),越傾向于下沉,密度越小的物質(zhì),越傾向于上浮。所以,依濃度梯度伸入吸管,就會(huì)保障密度越大的液體總是在下面,密度越小的液體,就越在上面浮著。
那為什么將吸管伸入水面之下再松開(kāi)拇指,液體就會(huì)自動(dòng)地進(jìn)入吸管呢?這多虧了大氣壓強(qiáng)這位“物理大師”的幫忙。
隨堂思考
親愛(ài)的讀者朋友,如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)做成功了,我們不妨再延伸思考一下,看看你對(duì)實(shí)驗(yàn)原理是否掌握到位?
如果不按照加入白砂糖量的梯度變化吸入液體,打亂順序,我們還能得到彩虹嗎?
如果我們不是按由少到多的順序依次伸入吸管,而是相反的順序,這條彩虹還能做出來(lái)嗎?
讀者朋友嘗試過(guò)后,相信就會(huì)明白,只有按照我們剛才介紹的實(shí)驗(yàn)步驟和方法來(lái)做,你才可能成功地做出美麗的彩虹。
那么,你能解釋這是為什么嗎?
如果更換實(shí)驗(yàn)材料,把白砂糖換成食鹽,我們的吸管中還會(huì)出現(xiàn)彩虹嗎?如果換成味精呢?
游戲升級(jí)
故意打亂含有白砂糖的水杯,比一比,誰(shuí)能用吸管以最快的速度,將含有白砂糖的水杯按濃度從低到高的順序制作出吸管彩虹。
(責(zé)任編輯/房寧)