海市蜃楼演示实验
海市蜃楼演示仪——可作为物理学科光学教具
不 同 角 度 成 像 效 果 对 比 图
小 作 者 获 得 中 国 科 学 院 小 院 士 称 号
多 次 实 验 后 我 发 现 两 面 凹 面 镜 应 ，
该 是 抛 物 线 曲 率 的 而 且 通 过 改 变 上 方 ， 凹 面 镜 的 曲 率 和 口 径 大 小 可 以 适 当 提 ，
，
，
双 凹 面 镜 系 统 射 出 来 时 却 是 向 右 侧 的 。
海 市 蜃 楼 演 示 仪 原 理 光 路 图 海 市 蜃 楼 演 示 仪 实 物 结 构 图
制 作 过 程 中 我 发 现 放 入 演 示 仪 的 ，
物 体 需 要 照 明 即 在 双 凹 面 镜 中 加 入 光 ，
源 否 则 不 清 楚 甚 至 不 能 在 外 面 看 到
，
，
物 体 。 光 源 发 出 的 光 线 又 不 能 直 接 通 过
顶 部 缺 口 小 孔 直 接 射 出 因 此 要 特 别 注 ，
意 光 源 位 置 的 选 择 。
我在 下方 凹面 的 中 间 开一个小洞 ，
装 上 一 枚 强 光 Ｌ Ｅ Ｄ灯 将 要 展 示 的 物 体 放 ，
置 在 Ｌ Ｅ Ｄ 灯 的 上 方 这 样 物 体 反 射 出 来 的 ，
光线经过 上方 的 凹 面 镜第一 次反 射时 ，
都 是 向 下 传 播 的 再 次 经 过 下 方 的 凹 面 ；
镜 的 反 射 最 后 反 射 光 线 都 汇 聚 到 上 方 ，
凹 面 镜 的 缺 口 处 形 成 虚 像 — 海 市 蜃 楼
，
科 学 院 小 院 士 。 作 者 ： 上 海 市 虹 口 区 曲 阳 第 四 小 学 学 生 ； 指 导 教 师 ： 濮 含 ）
“海市蜃楼”实验研究
“海市蜃楼”实验研究“海市蜃楼”是一种大气光学现象，通常在海洋或湖泊附近出现。
当大气中存在不均匀的温度层时，光线通过不同密度的气层时，会发生折射和反射，使得远处的物体产生像高悬于水面之上的幻觉。
这种幻觉常常被人们描述为一座城市或建筑物悬浮在海面或湖面上，故称为“海市蜃楼”。
如何解释“海市蜃楼”是一个长久以来备受争议的话题。
为了更全面地了解这一现象，科学家们进行了大量的实验研究，以探究“海市蜃楼”的物理原理和形成机制。
本文将介绍一些相关实验研究，以帮助读者更深入地理解“海市蜃楼”。
首先，科学家们通过模拟实验来探究“海市蜃楼”的形成过程。
他们利用大气模拟仪器和恒温箱等设备，在实验室中制造出不同密度和温度梯度的气层，然后通过向气层中发射光线，观察光线的折射和反射情况。
通过这些实验，科学家们验证了大气中存在不均匀温度层时，光线会发生弯曲和幻觉的结论，从而论证了“海市蜃楼”的形成机制。
其次，科学家们还进行了野外实地观测和实验，以验证“海市蜃楼”在自然环境中的真实情况。
他们选择在海洋或湖泊等适宜的地点，搭建观测台和测量仪器，进行连续观测和记录。
通过这些实地实验，科学家们不仅确认了“海市蜃楼”的存在，还进一步揭示了在不同气象条件下，幻觉的形态和变化规律。
除了实验研究，科学家们还运用数值模拟和计算机模型等现代技术手段，对“海市蜃楼”进行了深入研究。
他们通过复杂的数学公式和计算方法，模拟了大气光学现象中的光线传播和反射过程，从而探究了“海市蜃楼”背后的物理机理。
这些数值模拟的结果不仅帮助科学家们更好地理解“海市蜃楼”，还为预测和防范类似现象提供了参考依据。
总的来说，“海市蜃楼”是一个复杂而神秘的大气光学现象，虽然已经有许多研究成果，但仍有许多问题有待深入探究。
通过实验研究，科学家们在揭示“海市蜃楼”形成机制、进一步探究其物理原理、提高预测准确性等方面做出了巨大贡献。
相信在不久的将来，随着科学技术的不断发展，我们会对“海市蜃楼”有更深入的认识和理解。
完整)初中物理教学案例分析
完整)初中物理教学案例分析在本节课开始时，教师利用班班通放映了《海市蜃楼》片段，引发了学生们的好奇心和兴趣。
学生们提出了许多问题，其中包括“海市蜃楼是怎样产生的？”，教师则带领学生们通过实验来解决这些问题。
教师演示了筷子斜插入水中的实验，并指导学生认真观察。
学生们猜想光由水进入空气中发生了偏折，教师则让学生通过实验来检验这个猜想。
学生们设计了一种实验，让一束光斜射入水中，观察光的传播方向。
教师介绍了实验装置后，让学生动手实验。
通过实验，学生们得出了结论：光从空气斜射入水中，传播方向发生改变。
教师解释说，这种现象叫做光的折射，是本节课要研究的内容。
教师提醒学生们回顾上节物理课所学的光的反射规律，然后让学生们猜测光的折射规律。
学生们提出了多个猜测，教师则引导学生们利用桌上的光学仪器盒来研究光在折射时的规律。
学生们分组进行实验，教师巡查、指导、答疑。
最终，学生们得出了光的折射规律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居于法线两侧；折射角等于入射角。
学生得出的结论是，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧。
此外，光从一种介质进入另一种介质时，传播方向也可能不改变，如光垂直入射的情况。
教师询问学生是否有其他结论或猜想，例如折射角和入射角的关系，学生表示猜想折射角应等于入射角，但通过实验发现折射角一般不等于入射角。
教师赞扬学生敢于猜想并通过实验检验猜想的做法，鼓励学生研究这种方法。
在案例分析中，教师以“海市蜃楼”为例引出与物理学有关的问题，然后演示了筷子斜插入水中的实验，引导学生提出猜想。
通过分组实验、小组合作、全班交流等方式，学生得出了正确结论。
在探究过程中，教师引导学生总结规律并提出新问题，鼓励学生进行思考和实验检验猜想，培养学生的思维能力和自主性研究能力。
整个教学环节体现了科学探究的过程和基本要素，让学生获得了深层次的情感体验，课堂气氛活跃，学生积极性高。
光的折射教案拓展知识背景北师大版八年级上-海蜃楼的试验
“海市蜃楼”的实验
在一间不通风的屋里，把一块长1.5米，宽20厘米的平滑铁片，横放在几根用铁管（或用木棍代替）做成的小柱子上，在薄铁片上撒播薄薄一层沙，做成沙漠型的表面．用深色的纸剪成树和骆驼，贴在一块毛玻璃上（乳白色玻璃）上，把玻璃板放在铁片的一端，和铁片垂直，使树和骆驼露在沙层上面．在玻璃板后下方，用一只手电筒向上照射，在铁片的另一端看去，好象树木和骆驼后面衬托着明亮天空一样．然后，用小的煤球炉三只，放在铁片下面来加热（或用一只长型的炭盆，有条件时用长型的电炉加热最为理想）．加热时，要注意铁片各处加热要均匀，特别是靠近毛玻璃一端三分之二的地方．
这样，当加热一定时间以后，用手靠近沙面，感到很热时，开始沿薄铁片往毛玻璃方向观察．你就能发现沙面下方出现树木和骆驼的倒影，好象树木和骆驼旁边有湖水时所形成的倒影一样．这种现象就是“海市蜃楼”．。
海市蜃楼实验报告
海市蜃楼实验报告海市蜃楼实验报告一、引言海市蜃楼是一种令人着迷的自然现象，它常常出现在海洋或沙漠地区。
人们对于海市蜃楼的形成一直存在着各种猜测和传说。
为了探究海市蜃楼的真相，我们进行了一项实验。
二、实验目的本实验旨在通过模拟海市蜃楼的形成过程，揭示其背后的科学原理，并验证一些关于海市蜃楼的常见说法。
三、实验步骤1. 实验材料准备我们准备了一块平整的玻璃板、一盆清水、一台强光源（如聚光灯）和一台相机。
2. 实验环境搭建我们选择在室外进行实验，确保环境光线充足且没有遮挡物。
3. 实验操作首先，我们将玻璃板倾斜放置在地面上，以模拟海洋或沙漠地区的平坦表面。
然后，将清水倒在玻璃板上，使其充分覆盖。
接下来，我们将强光源放置在玻璃板的一侧，以模拟太阳光的照射。
4. 实验观察与记录在光线照射下，我们用相机对玻璃板上的水面进行拍摄。
同时，我们观察水面上是否出现了扭曲、变形或幻影等现象，并及时记录下来。
四、实验结果与分析通过实验观察与记录，我们得出了以下结论：1. 水面上出现了扭曲现象当光线照射到水面上时，我们明显观察到水面上出现了扭曲的现象。
这种扭曲是由于光线在不同密度介质中传播速度不同而引起的。
光线经过空气、水面和水下的不同介质时，会发生折射和反射，从而导致光线的路径发生变化，进而使我们看到的景象产生扭曲效果。
2. 出现了虚像和倒影在实验过程中，我们还观察到了水面上出现了虚像和倒影。
这是由于光线经过折射和反射后，在我们眼睛中形成了一种错觉。
虚像是指光线经过折射后似乎从水面下方发出，而倒影则是指光线经过反射后在水面上形成的景象。
3. 幻影的产生在特定的光线和环境条件下，我们还观察到了幻影的产生。
幻影是指由于光线的折射和反射而形成的一种虚假的景象。
在实验中，我们发现当光线从水面上方照射下来时，水面上会出现一个虚假的景象，仿佛是一个悬浮在空中的物体。
这种幻影的产生与大气中的折射现象密切相关。
五、实验结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 海市蜃楼是由光线在不同密度介质中传播速度不同所引起的扭曲现象。
用液体做海市蜃楼实验
作者： 苏珠双[1];官真[2]
作者机构： [1]福建师大;[2]福建师大
出版物刊名： 物理教师
页码： 24-24页
主题词： 空气层 上现蜃景 下密 沙漠地区 折射率分布 密度比 上疏 面反射 泡沫板 立象
摘要： “海市蜃楼”是在海边或沙漠地区时而可以看到的一种景象。
由于空气密度随温度升高而减少,对光的折射率也随之减小。
白天在海边,海面的气温比上空低,下层空气的密度比上层大,空气的折射率由下而上逐渐减小。
由下密上疏的空气层造成的蜃景叫“上现蜃景”,看到的现象是远方的景物悬在空中。
在沙漠贴近地面空气比较热,密度比较小,空气折射率由下而上逐渐增大。
由下疏上密的空气层造成的蜃景叫“下现蜃景”,看到的是远方景物的倒象,仿佛是从水面反射出来一样。
实验中演示海市蜃楼的实验不容易做成功,因为空气层不易保持稳定。
如果改用液体做这个实验可以取得较好效果:选两。
海市蜃楼演示实验
海市蜃楼演示实验【实验名称】海市蜃楼【实验目的】了解海市蜃楼物理原理【实验器材】海市蜃楼演示仪【实验原理】利用人工配制的折射率连续变化的介质，演示光在非均匀媒质中传播时，光线弯曲的现象以及模拟自然界昙花一现的海市蜃楼景观。
自然界海市蜃楼的景象，在日常生活中经常看到，特别在炎热的沙漠和湖边更容易看到，但持续的时间短促，转瞬即逝。
利用人工方法模拟海市蜃楼，把大自然的壮观幻景再现出来，使人能较长时间观察与研究这种现象。
海市蜃楼景象，古时多有描述，宋代著名诗人苏东坡在“海市”一诗中就描写了海市蜃楼的迷人的景色，但并没有得到科学的解释。
由于空气不稳定，一阵风就破坏了海市蜃楼的介质条件，把天上的仙境吹得无影无踪。
这样更为自然景象蒙上了神秘的色彩。
在实验室里，只须搅动一下容器中的“大气”(溶液扩散层)，人为的蜃景也随之烟消云散，使观众自然抹去了海市蜃楼的神奇色彩。
玻璃容器中的“大气层”随时间不断变化，蜃景也跟着变化。
介质密度梯度的起伏都会使蜃景图象产生形变，形成奇离不定的幻影，启发人们深入研究这种现象。
如图所示是海市蜃楼演示装置其中A：水槽B：实景物：C：激光笔；D：射灯(220V 24W)；E：装置门；F：水管入口；G：观看实景物窗口；H：观看光在水槽内传播路径的窗口；K：观看模拟海市蜃楼景观的窗口；【实验操作与现象】(1)打开激光笔C，从水槽侧面窗口H观察光束在非均匀食盐水中弯曲的路径。
(2)打开射灯D，照亮实景物，在景物另一侧窗口K处观察模拟的海市蜃楼景观。
【注意事项】1.切不可搅动容器中的溶液否则模拟的海市蜃楼景观将消失。
2.激光不可直射眼睛，以防损伤眼睛。
3.液体的配制:将装置门E打开，水管插入F口内固定好，向水槽内注入深为槽深一半的清水，再将约4Kg食盐放入清水中，用玻璃棒搅，使其溶解成近饱和状态，再在其液面上放一薄塑料膜盖住下面的盐溶液，向膜上慢慢注入清水，直到水槽水近满为止，稍后，将薄膜轻轻从槽一侧抽出。
高中物理：海市蜃楼
海市蜃楼实验内容了解光在通过折射率不同的物质界面时会发生折射，即使是相同的物质，如果密度或溶质浓度不同，折射率也会不同。
在实验中验证“海市蜃楼”，光纤的原理。
所需材料薄型水槽（厚1～2cm，高15cm，长50cm左右的透明水槽）。
如果没有适合光学实验用或OHP用的水槽可用厚1～2mm的塑料板自制。
长10cm左右，比较短的也可。
线光源（激光光源：按指示设置即可。
使用白炽灯作为光源），煤油，食盐，漏斗，烧杯。
实验方法1．光会在物质的界面处发生折射。
在小水槽中注入水，上面再注入煤油（图1）。
从各个方向射入光线，可以看到在空气和水的界面、水和煤油的界面上折射现象发生。
如果加入微量洗涤剂，光线会变得更明显。
图1一直以来的折射实验中只是观察射入水面，或射出水面时的折射现象，往往都会忽略空气的存在。
当然即便是真空状态也会有折射，要想使人们意识到在界面的折射的话，就要从知道不是空气的物质间的边界面开始。
2．观察在密度变化时光线发生折射的现象。
在大水槽中注满水，在底部注入饱和食盐水。
为防止意外混合，要保持边界线清晰。
如图2所示在漏斗项部系上预先拉细的塑料管。
从水的底部慢慢注入饱和食盐水。
另一种方法是，事先在水的底部沉下固体食盐，使其扩散。
如果不放入足够的食盐，就不能制成饱和食盐水。
图23．接下来，观察在食盐水密度逐渐变化时的现象。
如图2那样，先在水下注入相当于饱和食盐水一半浓度的盐水，在其下面再注入饱和食盐水，将全部水分为三段。
从各个角度射入光线，可观察到整体形成的弓型折射光。
根据角度不同，有时会出现在表面出现全反射，光线不能射出外部的情况。
光纤正是运用了这一原理。
若想得到密度渐变的溶液，利用扩散原理即可制成。
但由于比较难做到均匀混合，可用一次性筷子等在边界附近轻轻搅动，以帮助其扩散。
4．试着制作“海市蜃楼”。
如图3所示，放置一空水槽，将蜡烛置于低于水槽底面的且从水槽对面看不到的位置。
然后用漏斗依次注入浓度为饱和食盐水1/2的食盐水和饱和食盐水，这样就渐渐能看到蜡烛了。
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海市蜃楼演示实验 Prepared on 22 November 2020
【实验名称】海市蜃楼
【实验目的】了解海市蜃楼物理原理
【实验器材】海市蜃楼演示仪
【实验原理】
利用人工配制的折射率连续变化的介
质，演示光在非均匀媒质中传播时，光线
弯曲的现象以及模拟自然界昙花一现的海
市蜃楼景观。
自然界海市蜃楼的景象，在
日常生活中经常看到，特别在炎热的沙漠和湖边更容易看到，但持续的时间短促，转瞬即逝。
利用人工方法模拟海市蜃楼，把大自然的壮观幻景再现出来，使人能较长时间观察与研究这种现象。
海市蜃楼景象，古时多有描述，宋代着名诗人苏东坡在“海市”一诗中就描写了海市蜃楼的迷人的景色，但并没有得到科学的解释。
由于空气不稳定，一阵风就破坏了海市蜃楼的介质条件，把天上的仙境吹得无影无踪。
这样更为自然景象蒙上了神秘的色彩。
在实验室里，只须搅动一下容器中的“大气”(溶液扩散层)，人为的蜃景也随之烟消云散，使观众自然抹去了海市蜃楼的神奇色彩。
玻璃容器中的“大气层”随时间不断变化，蜃景也跟着变化。
介质密度梯度的起伏都会使蜃景图象产生形变，形成奇离不定的幻影，启发人们深入研究这种现象。
如图所示是海市蜃楼演示装置
其中
A：水槽
B：实景物：
C：激光笔；
D：射灯(220V24W)；
E：装置门；
F：水管入口；
G：观看实景物窗口；
H：观看光在水槽内传播路径的窗口；
K：观看模拟海市蜃楼景观的窗口；
【实验操作与现象】
(1)打开激光笔C，从水槽侧面窗口H观察光束在非均匀食盐水中弯曲的路径。
(2)打开射灯D，照亮实景物，在景物另一侧窗口K处观察模拟的海市蜃楼景观。
【注意事项】
1.切不可搅动容器中的溶液否则模拟的海市蜃楼景观将消失。
2.激光不可直射眼睛，以防损伤眼睛。
3.液体的配制:
将装置门E打开，水管插入F口内固定好，向水槽内注入深为槽深一半的清水，再将约4Kg食盐放入清水中，用玻璃棒搅，使其溶解成近饱和状态，再在其液面上放一薄塑料膜盖住下面的盐溶液，向膜上慢慢注入清水，直到水槽水
近满为止，稍后，将薄膜轻轻从槽一侧抽出。
此时，清水和食盐水界面分明，大约需10小时以后，由于扩散，界面变没了，在交界处形成了一个扩散层，液体的折射率由下向上逐渐减少，产生一个密度梯度，此时液体配制完成。