模擬海市蜃樓——實戰篇

經過反覆思考、試驗，我們最終模擬海市蜃樓成功。

作者：曾園紅呂柯鄒嘉夏宇；圖文整理：曾園紅

在參考“電子科大物理實驗中心網站”的“海市蜃樓的實驗演示裝置”一文後，我們按文中步驟依次操作，可是實驗多次未成功，沒能看到預期的“蜃景”。分析發現失敗的原因主要是“薄膜”問題：一是薄膜不夠“硬”，注水時薄膜總是中間“下凹”太多；二是將薄膜從槽的一側抽出時，會引起液體的“劇烈晃動”，這樣都會影響鹽水有效形成密度成梯度變化的溶液，導致了實驗失敗。

經過反覆思考、試驗，我們最終模擬海市蜃樓成功。現將我們的實驗器材、步驟、注意事項等介紹如下：

器材：玻璃缸、水、食鹽、白紙、薄泡沫板

步驟：

1、在玻璃缸中配置好稍過飽和的食鹽水溶液（約玻璃缸三分之一高度，如圖1示）

2、將一薄泡沫板裁剪得與玻璃缸內壁大小尺寸吻合，用電烙鐵烙好密密麻麻的小孔，如圖2示。

圖1配製稍過飽和的食鹽水溶液圖2烙好孔的薄泡沫板

3、將泡沫板放置在飽和食鹽水面上，如圖3示。

4、將浸溼的白紙密貼在缸內壁，且白紙全部與泡沫板密貼，形成一“紙缸”，如圖4示。

圖3放置泡沫“隔板”圖4“紙缸”的製作

5、利用虹吸將清水注入“紙缸”中，清水的量與食鹽水大致相同，如圖5示。

6、靜置、等待1—2小時（放置期間不可振動、晃動裝置），由於泡沫板密度小於水，泡沫板逐漸上升，清水慢慢滲入後，可看到“分層”的液麵，如圖6示。

圖5“紙缸”中的清水圖6“分層”的液麵

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經過反覆思考、試驗，我們最終模擬海市蜃樓成功。

7、靜置期間用鐳射筆水平射入溶液，觀察到的光路，如圖7、8示。

8、靜置期間準備工作，如圖9、10、11示。

圖7側面拍到的彎曲“光路”圖8迎面拍到的“光路”

圖9被觀察的物體圖10側面用燈光照射被觀察物體

9、觀察、拍攝蜃景，如圖11、12示。

10、若攪動溶液，“蜃景”立即消失。

圖11觀察者的位置圖12在觀察者位置看到、拍攝的圖案

經過反覆思考、試驗，我們最終模擬海市蜃樓成功。

實驗中使用薄泡沫板的優點：

1、泡沫板有一定的“硬度”，不易變形，注入清水時由於受力較均勻，不會出現像薄塑料那樣中間下凹的現象。

2、泡沫板起“隔板”作用，使清水與飽和食鹽水的“安靜”地“碰”在一起。

3、泡沫密度小於水，注入清水後，隨著水位上升，泡沫板同時也上升，不用中途取出，影響密度梯度溶液的形成。

4、泡沫材料普遍，價格便宜，易於加工、裁剪、烙孔。

本實驗的優點：可以持續很久時間觀察到景象，而且影象清晰、穩定。

本實驗的缺點：要等待一段時間才能開始觀察，不能“立竿見影”地看到“蜃景”。