國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

會彈跳的光

光會直線進行,也會轉彎嗎?

材料:透明水槽、雷射筆、冰糖
操作步驟與現象:

  這個操作需要在暗室中進行。首先準備一支高功率的雷射筆,由裝滿水的透明水槽旁邊,水平射入光線,可以看到光線筆直穿過水槽(如圖一)。然後逐漸降低雷射筆的高度,降低到某個高度時,雷射筆的光線很神奇的變成彎曲的曲線,而且接觸到水槽底部後,彈跳起來,而彈起來的光線也是曲線的喔!

圖一

圖二

觀看實驗影片(5.8M)

原理:

  這個現象是利用:光在密介質的折射率大,在疏介質折射率小的性質所產生的現象。換言之,水槽的上方的密度小(疏介質),底部則密度較大(密介質)。

  製備過程是:將水槽裝滿水後(高度約十五公分即可),先靜置幾分鐘,讓水槽中的水不再晃動。然後緩慢的將半包的冰糖(約二百公克)倒入水槽中央,儘量集中不要分散,再靜置約二小時,讓冰糖自行溶解,不可攪拌,並避免晃動。

  完成後,由於冰糖逐漸溶解,在水槽底部中央的密度漸大於四周的純水(所以必須避免晃動),因此就可以產生折射率的差異,而造成光的彎曲現象了(如圖三)。而光線接觸到水槽底部彈起來,則是因為反射而彈回水槽。