用水和镜子制作彩虹

🌈 实验一：光影彩虹剧场（室内版）

材料：镜子1面、浅水盆（或深盘）、白纸1张、手电筒（手机闪光灯）

操作步骤：

1. 将水盆装至1/3清水，镜子斜靠在水盆边缘（半浸水中，半露空气）。

2. 关闭房间灯光，用手电筒斜照水面上的镜面。

3. 手持白纸在光线反射路径上移动，捕捉彩虹光斑。

科学原理：

水中镜子形成「水-空气-镜面」多层介质，光线发生折射→反射→折射，不同颜色光波分离（色散现象）。

引导思考：

• 为什么彩虹颜色顺序和天上的相同？（红光折射率最小）

• 如何让彩虹变得更大更清晰？（调整纸的距离或镜子角度）

🌞 实验二：日光彩虹工程师（户外版）

材料：镜子1面、水杯、白纸

操作步骤：

1. 将镜子直立插入水杯中，水面覆盖镜面1/2高度。

2. 在阳光充足处，调整杯子角度使阳光同时照射水面和镜面。

3. 用白纸承接反射光，观察水面与镜面交界处的彩色光带。

科学原理：

水面与镜面形成「双重反射路径」，水层厚度差异导致光程差，引发干涉与色散的叠加效应。

探索任务：

• 尝试向水中滴入1滴牛奶，彩虹会更明显吗？（悬浮颗粒增强散射）

• 快速晃动镜子，彩虹会消失吗？（破坏稳定光路）

🔍 安全与优化提示

1. 使用塑料镜或粘贴防爆膜的镜子更安全

2. 户外实验选择柔和的早晨/傍晚阳光

3. 白纸可替换为纯色床单或硬纸板增加对比度

🧠 认知拓展

用「光的赛跑」比喻色散：
“不同颜色的光像穿不同颜色运动鞋的小朋友，在水中跑步时速度不一样，最后在白纸上排成了彩虹队伍！”

通过这两个实验，孩子既能理解基础光学原理，又能通过变量调整培养科学探究思维。3-6岁侧重观察颜色变化，7岁以上可深入讨论波长与折射率关系。