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活动设计

2016-07-11

中国科技教育 2016年5期
关键词:烤盘波长手电筒

活动名称 追逐阳光

实验条件及材料

2个大小一样的锡纸(铝箔)小烤盘或塑料一次性饭盒

瓦楞纸或其他厚纸板

豆种子

盆栽混合土

杯子

胶泥

剪刀

活动步骤

(1)在水杯中装一些水,然后将豆种子在水中泡24个小时左右,这样种子发芽的准备工作就完成了。

(2)剪2块和烤盘(或饭盒)大小一样的厚纸板,并在纸板中心位置剪1个直径约5厘米的圆洞。

(3)用剪刀在一个烤盘或饭盒的底部捅6个小洞。然后在底部上铺一层盆栽混合土。

(4)在第2个烤盘或饭盒内的4个拐角处分别放一小团胶泥。然后将第飞个烤盘放在第2个烤盘中,这样第1个烤盘中的土壤就可以完成排水过程了。

(5)挑选6-7颗种子,将它们埋在烤盘里土壤中的不同位置。注意,不能把所有种子都放在烤盘的中心。

(6)将剪好洞的纸盖放在烤盘上,注意要仔细地將烤盘四边卷曲的部分紧紧扣在纸盖上,不能有光线从烤盘四周进入內部。

(7)将做好的双烤盘放在阳光充足的地方。你可以在晚上没有阳光的时候打开盖子给种子浇水。

(8)观察一下,发芽的种子是朝什么方向生长的呢?

活动概述

植物不需要进食,但是它们需要能量生成复杂的化学物质,例如碳水化合物和蛋白质,这些能量就来自于阳光。

大多数植物终其一生都固定在一个地点生活,从土壤中吸收水分和其他矿物质。如果阳光不够充足的话,即使种子掉落在一块非常肥沃的土地上,也是不能生长的。因此许多种植物就逐渐进化出一种比较聪明的生长方式,就是它们能够朝向光照最充足的方向弯曲生长。

这种特性被称为“趋光性(phototropism)”(词语前半部分photo的意思是“光”,后半部分trope的意思是“生长”)。这一过程主要是依靠植物细胞生产生长荷尔蒙(也就是“植物生长素”)。当较弱的光线照射在植物嫩芽的一侧时,植物生长素就会从这一侧移动到光线更暗的另一侧,这样,就会使植物细胞生长得更长。植物尖端就会朝向光源的方向弯折。当光线均匀照射在植物两侧时,植物就会重新笔直地向上生长。

活动应用

正如大多数多细胞生物一样,植物也会产生各种化学物质,这些物质在其身体内部的不同细胞和组织之间传递。

植物生长激素只是其中一种荷尔蒙,植物通过这种荷尔蒙调节其自身的生长与发育。其他化学物质包括例如脱落酸(abscisic acid,能够抑制植物在生长过程中发新芽,例如冬季的时候)、赤霉素(帮助种子发芽),以及乙烯(调控水果的成熟情况)等。

植物荷尔蒙——例如植物生长激素——可以从苗圃或花店买到,它们可以帮助植物插条更好地生根成长。

活动名称

瓶子里的天空

实验条件及材料

1个手电筒

2个比较高的塑料瓶

奶粉

勺子

白纸

活动步骤

(1)将2个罐子或瓶子中裝满水。

(2)在2个瓶子中分别加一点点奶粉。用勺子搅拌均匀或者晃动瓶子使奶粉充分溶解。

(3)用手电筒照射其中一个瓶子。你看到的是什么颜色?

(4)将第2个瓶子放在第1个瓶子前面,然后用手电筒同时照射2个瓶子。看看现在的颜色是不是有一点点不同?

(5)在2个瓶子后面放下张白纸。使手电筒的光线通过两个瓶子照射在白纸上,你看到的是什么颜色?注意,实验中不需要太多奶粉就可以达到效果。如果手电筒光线通过1个瓶子的时候并没有产生淡淡的蓝色,你可以试试倒掉半瓶水然后再把瓶子里灌满水。

活动概述

当手电筒的光通过一个容器时,会使手电筒的白光看起来有一点发蓝,再加一个容器的话,光线又会变得更黄一些,由于水中悬浮着奶粉颗粒,那么我们可以很容易推测出光线不会那么明亮了,但究竟是什么改变了光线的颜色呢?

这种现象称作丁达尔效应(Tyndall effect),颜色的改变是由于漂浮在水中的奶粉颗粒造成的,手电筒发射出的白光是由不同波长的光组成的,波长比较短的光,例如蓝色和紫色。会比波长比较长的光(例如红色和橙色)更容易被微小的颗粒弯折和分散。

这就意味着在光线边缘周围的奶粉水会看起来有点淡淡的蓝色,也就是说,波长较短的蓝光被“弹出”了白光,被我们的眼睛捕捉到,就看到了蓝色。

当光线通过两个容器时,大多数短波的光都被分散了,所以只有很少一部分能够进入你的眼睛。这样你看到的大部分都是看起来有点脏脏的、黄色的、波长较长的光。

活动应用

曾经人们认为天空中的尘土就是形成天空颜色的原因,但是,如果这是真的话,那么天空的颜色与现在相比应该大不相同。

阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)计算出空气微粒的大小和密度足够将太阳的光线分散,并使大气层呈现淡蓝色。光线最强的地方——也就是太阳的周围——长波长的光比短波光通过得更多,看起来就是淡黄色的。

当太阳接近地平线的时候,太阳光就必须通过更多的大气层,就像手电筒光通过两个容器一样,更多的蓝光被分散,剩下的只有红光和黄光进入我们的眼睛,最后呈现在我们眼前的就是美丽的朝霞或晚霞。

信不信由你,蓝色眼睛之所以是蓝色的也是由于相同的原因。蓝眼睛的有色虹膜其实并没有蓝色素——它们是透明的,因为它们并没有被称作“黑色素”的组分,而黑色素可以使眼睛看起来是棕色的。虹膜中的组织能够将眼睛反射的光分散,使它们看起来是蓝色的。

(NiNi编译)

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