小實驗|光的折射遊戲:箭嘴反轉了!
這個STEM小實驗很簡單,材料也很易準備。玩這個光的科學遊戲,當小孩看到原本的圖畫在經過水杯背後竟會左右倒轉的時候,他們會很驚訝和很感興趣啊! 大一點的孩子,爸媽可解釋背後的科學原理,小一點的就當是單純一個小遊戲來玩吧!
材料
玩法
- 準備一張紙,可以印/在上面畫圖畫。畫箭嘴(箭頭)效果最明顯(箭嘴頭必須向左/右)。
- 將玻璃杯裝滿水,水位必須要可以蓋過圖畫的高度。
- 把紙慢慢從杯的後方移進。
- 在前方,透過杯去觀察圖畫的變化。
背後原理
這個科學實驗涉及光的折射(Reflation)。折射是指光線前進的方向現偏折。當光從一個物體進入另一個物體時(例如從空氣進入水中,從水中進入空氣)因為傳播速率不同,就會發生折射。
在這個小實驗中,光自圖畫中經過空氣,通過杯進入水中,然後再次從杯中出來,再次進入空氣,最後到我們的眼。而光在穿過這些介質中的傳播速度不同。光在空氣中傳播最快,水中稍慢,在玻璃中傳播則最慢。
所以當光從玻璃杯進入水中時會發生一次偏折,然後當光從玻璃杯出來進入空氣時又會發生一次偏折。結果,光線的路徑交叉,圖畫在水中就會在水平方向倒轉了!
教育意義
物理知識
其他日常例子
彩虹: 當大氣中有水滴時(例如下雨),陽光經過水滴,它會被折射、反射後再折射出來,形成彩虹。
結語
我家中只有透明膠杯,如果用玻璃杯相信會效果更好!
影片
參考資料
Danielle. (2016, June 20). Cool light refraction science experiment – arrow changes direction! Cool Science Experiments Headquarters. https://coolscienceexperimentshq.com/light-refraction/
彩虹. (n.d.). Gov.hk. Retrieved June 9, 2023, from https://www.hko.gov.hk/tc/education/earth-science/optical-phenomena/00365-what-causes-a-rainbow.html