暑期，在家也可以玩的疯狂实验

亮闪闪

做实验仿佛是科学家的工作，但其实只要稍稍掌握点科学知识，有一些非常好玩的实验暑假在家就能动手完成。这些实验能让我们领略到科学的无限魅力。

制造彩色影子

影子并非只有黑白两色。我们知道，光是沿着直线传播的，在光照不到的地方就会形成黑色的影子。不过使用一些小技巧可以让你的影子变成彩色的。

你需要准备一张桌子，在上面摆上3个彩色灯泡，分别为红色、绿色和蓝色。现在请确保房间里非常黑暗，然后同时打开3个灯泡开关，并让它们照射一面白色的墙壁。这个时候你会发现墙壁是白色的，调整3个灯泡的位置，使得墙壁尽可能变得更白。然后在墙壁和彩灯之间，伸出手指到离墙几厘米的地方，移動手指直到手指的影子全部落进黄色影子的范围内，此时手指的影子是什么颜色？请一位朋友挡住3种彩色光线中的任意一种颜色光线，看看这时你的影子是什么颜色？数数看，现在的你有多少种不同颜色的影子？通过这3盏灯可以制造出7种颜色的影子青、紫、黄、蓝、红、绿、黑。当挡住3种光线中的一种时，另外两种光线就会混合制造出其他颜色的影子。

当把手指伸到黄色光线中时，会看到两个颜色的影子：一个是红色，另一个则是绿色。这是因为黄色的影子是由红色和绿色光线混合后产生的，当手指挡住从一个方向来的红色光线时，只有绿色的光线投在墙上形成绿色的影子；当手指挡住由另一个方向来的绿色光线时，只有红色的光线投在墙上形成红色的影子。也就是说，一旦挡住3种光线中的两种，得到影子的颜色就是第3种光线的颜色。挡住全部3种光线就会得到黑色的影子。

为什么会呈现跟彩灯不一样颜色的影子呢？这是因为你只有一种视杆细胞，但有3种视锥细胞。视杆细胞主要用于夜视，只能让你看到灰色，视锥细胞能让你看到各种颜色。虽然3种视锥细胞会对不同的波长敏感，但分别对红光、绿光、蓝光尤其敏感。借助这3种类型的视锥细胞，我们能感知不同的颜色。当红光、蓝光、绿光同时出现在墙壁上时，墙壁之所以变成白色，是因为3种颜色的光以相同的强度刺激了你眼中的3种视锥细胞，使得你产生了白色的感觉。具体说来，红光与绿光按某种比例复合，产生的色觉是黄光，这是因为黄光既能激励红视锥细胞，又能激励绿视锥细胞，当红光和绿光同时到达视网膜时，这两种视锥细胞同时受到激励，所造成的视觉效果是黄光。

分离自己的DNA

在我们的身体里，有一种非常神奇的物质，它能传递遗传信息，决定我们长啥样，决定我们会是什么样性格的人，甚至还能决定智商，对我们的影响相伴终身。你猜到是什么没？没错，它就是DNA。

然而，DNA藏在细胞深处，对于我们来说，没法可视化。不过一个小实验，将能让你亲手触碰到这个能决定你命运的神秘物质。为了这次实验，你需要做一些准备：一只干净的烧杯、一根玻璃棒、一个胶头滴管、20毫升酒精、食盐、洗洁精、牙签、一杯水，还有一个放大镜。

实验第一步，你需要找到携带你自己DNA的物质。很简单，由于DNA存在于几乎所有的身体细胞里，口水就含有上千个细胞，所以你含上半口水，漱口30秒，同时用牙齿摩擦口腔内壁、嘴唇及舌面。漱口是为了最大限度地搜集口腔上皮细胞。取一个内壁光滑的干净烧杯，将漱口水吐入其中。然后，加入3小撮食用盐（约1/16茶匙），用玻璃管轻轻搅动漱口水，直到细盐完全溶解。再在溶液中倒入1毫升洗洁精。最后加入20毫升酒精。值得注意的是，必须让酒精浮在溶液表面（小窍门：将容器倾斜，借助胶头滴管将酒精慢慢注入溶液表面）。5分钟后，溶液中将析出白色的浮层，形成絮状物，这就是你的DNA，它被钠离子包裹着，肉眼可见。如果用放大镜观察，则更为清晰。之所以倒入洗洁精是因为洗洁精分子一端是亲水性的，可以与水分子“手拉手”；另一端则是疏水性的，正好细胞膜分子可以拉起手来，而水的流动性会产生“拉力”，最终使得细胞膜破裂。一旦细胞膜破裂，躲在细胞中的DNA就可以逃逸出来。虽然我们已经把DNA从细胞中解放出来了，它还会溶解在溶剂中。为了让DNA沉淀出来并固化，我们需要对每个分子中带负电的磷酸做些手脚。当我们将精制食盐溶入溶剂时，一些带正电的钠离子会和DNA分子的带负电的区域发生反应，并有效地抵抗来自附近其他的DNA分子的斥力——这将帮助它们全部聚集在一起，并在下一步一同沉淀出来。由于DNA可融于水，但不融于酒精，当加入酒精时，唾液表面一些自由的DNA就立刻沉淀出来了。其他的更深层的DNA被从酒精中沉淀出的DNA们在引力作用下拖拽了出来，于是我们立刻就得到了这些可见的悬浮DNA群。

如果你很有闲情雅致，把牙签插入DNA沉淀物中，然后轻轻地搅动，同时不断地旋转牙签。这时，你就是在尝试把沉淀的DNA细丝缠绕在牙签尖儿上。当你觉得已经缠住了的时候，你就可以慢慢地把牙签从溶剂中提起来，你会看到它拖着一条细细的……DNA丝！在这时，你可以把牙签上缠绕着的DNA用作另一些实验的准备一例如，你也许有兴趣给DNA染色，以确定你确实提取出了如假包换的DNA；或者让它通过自制的凝胶，按照DNA长度把不同的片段分离开来；或者你可以试试DNA测序（不过你可能需要先把样本提纯）。

在厨房里测量光速

从设法测量光速到人们测量出较为精确的光速，前后共经历了300多年的时间。光速的测定不仅推动了光学实验，也打破了光速无限的传统观念；在物理学理论研究的发展里程中，它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据，而且最终推动了爱因斯坦相对论的发展。做这个小实验最快捷、最“有味”的办法是使用几大块巧克力条，当然还你还要有一台微波炉、一个大盘子以及一把刻度尺。试验结束后，你就可以开心地享用这些美味的巧克力了。

要准备一台微波炉、几块巧克力条、一个可用于微波炉加热的大托盘、几根牙签、一把厘米刻度尺、一个计算器。

首先将巧克力条连成一根长约30厘米的长条，放在一个大盘子上。取出微波炉的转盘，换用盛放巧克力的大盘，不让盘子旋转。以最大功率加热1分钟，确保巧克力条已经多处融化。如果未达到理想效果，则继续加热20秒（注：整个加热过程请勿移动托盘）。接着，把牙签插在融化得最厉害的位置。相邻最近的两个融化点距离就是波长的一半。然后这个数值乘以2便得出波长λ值。记下微波炉的频率，的数值（标在微波炉后面，通常是2 450兆赫兹），即频率，为2450×10⁵赫兹。现在你已经得到了λ和f的数值，将它们代入公式，即C=λ×f，得到C的数值就是光速。

重要提示：关键的一步是取出微波炉中的旋转托盘，否则实验就无法进行。如果你所使用的微波炉没有旋转托盘，那最好换一台有旋转托盘的，但是在实验之前一定要把旋转托盘取出。

微波炉使用特定频率的微波来激发水分子。由于大多数的食物都含有水分子，于是微波炉就能很快地加热它们。用尺子测量两块相邻熔化的巧克力之间的距离，两者的距离约在5-6厘米。这正是驻波两个波峰的间距。因为事先取出了旋转托盘，巧克力才没有在微波炉中被均匀加热，只是在驻波的波峰处被加热了。这盘巧克力也向你展现了驻波的分布情况。当然，这个实验你也可以用其他类似的东西代替巧克力，比如用超市卖的棉花糖试一试。

让水瞬间结冰的魔法

你是否幻想过有一种控制世界的超自然力量Ok？比如手中拿着一瓶水，在摇摇晃晃过程中，水仿佛施了魔法一样，慢慢地变成了冰块，倒进了冰里又会“长出”一座小冰山。其实这个点水成冰的小魔法并不难。冰点0℃以下是必要条件，其次水中还要有“凝结核”，也就是杂质，因为水分子需要以这些物体为中心进行规则排布形成晶体，雪花中心的凝结核大多就是灰尘或者细菌。然而，还有一种“过冷水”结冰现象，是这个小实验将用到的原理。

在这个实验中，你将需要购买一瓶纯净水。在冰箱里放大概2小时45分钟，这时，你把还是液态的水从冰箱里拿出来，摇晃或者撞击一下瓶身，瓶子里的水很快就结冰了。这是为什么呢？原来纯净水需要-40℃温度才会变成冰，所以它在0℃以下、-40℃以上还保持着液态，这被称为过冷水。从冰箱拿出来后，晃动的外力会使水分子间距减小，或者过冷水接触到了像空气灰尘等凝结核，然后就会出现迅速结冰的神奇现象。

（责任编辑：曹伟 责任校对：司明婧）endprint