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1、初中物理实验：光的直线传播演示实验研究_丁达尔现象论文导读:：苏科版初中物理教材和人教版初中物理教材中都列举了光在水中的传播实验，但这个实验的效果并不好，因为教材编者的设想是让学生在课堂实验演示时看到一条光亮的直线“通路”，由于水不是胶体，可以说这一想法无法现实。既然光在水中传播实验现象不明显，那该怎样改进呢？根据丁达尔现象来做也很简单，采用胶体来做。论文关键词：初中物理，光的传播，丁达尔现象一、光在水中的传播实验分析苏科版初中物理教材在光的直线传播一节中列举了几个实验来说明：光在均匀介质中是沿直线传播的。踩影子、手影、林间的光柱、光在水中传播。在课堂上教师方便做的演示实验只有手影和光在水中传
2、播实验。人教版初中物理教材在光是如何传播的一节中列举了二个实验来说明光是如何传播的：在暗室里，将一束光射到空气中，观察光在空气中的传播径迹。在暗室里，将一束光射到水中，观察光在水中的传播径迹。两个版本的初中物理教材都提到光在水中的传播，事实上，按丁达尔现象来分析光在水中的传播实验是存在问题的丁达尔现象，也就是实验现象不明显。当一束光线透过胶体，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”，这种现象叫丁达尔现象。在光的传播过程中，光线照射到粒子时，如果粒子大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为
3、散射光或乳光免费论文网。散射光的强度还随分散体系中粒子浓度增大而增强。丁达尔效应就是光的散射现象或称乳光现象。胶体能有丁达尔现象，而溶液几乎没有，可以采用丁达尔现象来区分胶体和溶液。由于溶液粒子大小一般不超过1 nm，胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间，其大小在1100nm。小于可见光波长（400 nm700 nm），因此，当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用。所以说丁达尔现象，胶体能有丁达尔现象，而溶液几乎没有。当有光线通过悬浊液时有时也会出现光路，但是由于悬浊液中的颗粒对光线的阻碍过大，使得产生的光路很短。由于水分子的大小是0.324nm 可以肯定是不会有丁达尔现象的，因而光在水中
4、传播实验现象是不明显的。二、光的直线传播实验在教学中的做法在实际教学中，教师也发现了实验现象不明显这个问题，他们大都认为水是无色的与激光笔的颜色不协调，于是他们做了改进，通常的做法是在水中滴入几滴蓝墨水，实验效果明显改善，也有教师采用了其他做法，比如用茶水、加牛奶等，但是这种做法没有从本质上来分析问题，属于经验性摸索改进。也有教师发现用透明性较好的食品果冻来做实验效果也不错，这种做法已经利用了胶体。稀释的蓝墨水事实上是悬浊液不是胶体丁达尔现象，光路实验现象仍然不理想，但比清水要好。果冻是胶体，但它不是为物理实验而制造的往往带有色素而影响实验效果，再说大小也不理想，当然实验效果优于稀释的蓝墨水。
5、三、对光的直线传播实验的改进既然光在水中传播实验现象不明显那怎样来改进呢？根据丁达尔现象来做也很简单，采用胶体来做。那怎样找到价廉物美的实验用胶体？我想到了明矾，过去民间经常采用明矾净水，它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子：KAl(SO4)2= K+ + Al 3+ +2SO42-；而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3：Al3+ + 3H2O = Al(OH)3+ 3H+ （可逆）氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。淘宝网上的明矾是500克58元免费论文网。如何配制实验所需的胶体呢？明矾能形成胶体是因
6、为其中的硫酸铝是一种强酸弱碱盐可以水解得到氢氧化铝。直接放水中应该得不到氢氧化铝胶体，可适当调整溶液的pH值，促使其水解平衡往右移动。明矾浓度大了丁达尔现象，胶体直径大于100纳米，就不再是胶体了。配制胶体采用明矾和蒸馏水是比较好的做法，如果采用自来水应分二步，先溶解一部分，静置后去掉下面的杂质，再溶解余下的部分。明矾的用量有一个参考数据，在20度，1个标准大气压下，明矾在水中的溶解度约为5.90g。经过实验250毫升的烧杯大约需要15克左右，花费2毛钱左右，应该说是一种廉价实验用品。在生活中有哪些胶体类物质呢？按照分散剂状态不同分为：气溶胶分散质、分散剂都是气态物质：如SO2扩散在空气中；液溶胶分散质、分散剂都是液态物质：如Fe(OH)3胶体；固溶胶分散质、分散剂都是固态物质：如有色玻璃、合金。苏科版初中物理教材提到的林间的光柱就是气溶胶。那么固态物质的有色玻璃行不行呢？经过试验效果也不错。
