水流导光实验

实验目的

观察光沿水流弯曲传播的现象,初步认识光的全反射。

实验原理

光从水射向空气时,若入射角大于临界角,折射光线消失,光全部反射回水中,这种现象叫全反射。水流内的光线在水与空气的界面上一次次发生全反射,被约束在水流中,沿弯曲的水流向前传播。

实验器材

• 透明塑料瓶
• 清水
• 激光笔
• 水盆
• 胶带
• 小钉子(用于在瓶侧开小孔)

实验步骤

1. 在塑料瓶侧面靠近底部处开一个小孔,用胶带暂时封住
2. 瓶中装满水,将瓶放在盆边,使小孔朝向水盆
3. 让激光从小孔对面的瓶壁射入,正对小孔
4. 揭开胶带,让水从小孔流出,形成弯曲水流
5. 观察光线是否沿水流传播,以及水流落点的亮斑

实验现象与结论

水流出时,激光沿弯曲的水流传播,水流落点处出现明亮的光斑,水流像一根发光的管子。说明光在水与空气界面发生全反射,被限制在水流内传播。

注意事项

• 不要让激光直射人眼
• 钉子开孔时注意安全,最好由教师操作
• 实验在水盆上方进行,及时擦干桌面

常见问题

水流导光用到了什么原理?

光的全反射。光在水与空气的界面上发生全反射,被限制在水流内传播。

为什么必须让激光正对小孔射入?

这样光才能进入水流,并在水流内壁以较大角度入射,容易发生全反射。