活動(dòng)名稱
制作水下地圖
海洋測深學(xué)(Bathymetry)是一門對海底進(jìn)行研究的科學(xué)。它會(huì)創(chuàng)建很多地圖,這些地圖記錄了海洋深度的變化,而且通??雌饋砗芷?。
注意事項(xiàng)
小心使用鋒利的剪刀。
實(shí)驗(yàn)條件及材料
有空白頁的筆記本
鉛筆
剪刀
10 支不同顏色的彩色鉛筆或記號(hào)筆
制作發(fā)射裝置
(1)打開筆記本,翻過9 頁紙,左側(cè)的空白頁將作為地圖的底部,在此空白頁的中心位置畫一個(gè)直徑約4 厘米的滴狀斑點(diǎn)形狀(圖1),不必非常精確,隨意就好。
(2)剪下新畫的形狀,剪得不完美也沒關(guān)系,確保剛剛剪切的頁面位于左側(cè),將剪下的形狀描到下面的紙上(圖2)。往后翻一頁,使有剪切孔的紙位于右側(cè),左側(cè)頁面上有描出的形狀輪廓。
(3)在左側(cè)頁面上,圍繞描出的輪廓繪制一個(gè)更大的形狀。新的形狀不要與舊形狀交叉(圖3)。你可以嘗試改變新形狀與舊形狀之間的距離,還可以在新形狀中擴(kuò)大一些舊形狀的曲線。
(4)重復(fù)步驟2—3,直到至少有5 頁紙剪出了形狀(圖4)。
(5)現(xiàn)在是時(shí)候添加顏色了。你剪了幾張紙,就選擇幾支不同顏色的記號(hào)筆或彩色鉛筆,按照你希望顏色出現(xiàn)的順序排列它們。一直翻到你剪的第一個(gè)形狀頁面,它應(yīng)該位于筆記本的右側(cè),輕輕地將形狀描到下面的頁面上。這樣你就知道要在哪里涂色了。
(6)翻過這一頁,你就可以看到紙上新的痕跡線,涂上你喜歡的顏色(圖5)。涂色的時(shí)候不用在意邊界線,盡量把顏色涂滿,顏色可以超出邊界。如果你使用的是記號(hào)筆,撕1 張或2 張紙墊在要著色的頁面下方,以防止涂色的時(shí)候顏料滲透到下面的紙上。
(7)往回翻2 頁,這樣你就可以在右側(cè)看到2 頁還沒有涂色的頁面。重復(fù)步驟5—6,直到將所有剪出形狀的頁面都涂好顏色??矗∧阋呀?jīng)完成了1 張海底地圖。
真實(shí)世界的海洋測深
澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的研究船RV Investigator 攜帶著一臺(tái)尖端的測深儀——多波束回聲測深儀(multibeam echosounder),該設(shè)備可將多個(gè)聲波發(fā)射到海底并監(jiān)聽它們的回聲。在監(jiān)聽時(shí),測深儀會(huì)測量聲音從海底反彈并傳回研究船所需的時(shí)間,時(shí)間越長意味著海底越深。在研究船的行進(jìn)過程中,測深儀就可以繪制出船下海底的詳細(xì)測深圖。
對海底的詳細(xì)測量可以幫助許多不同領(lǐng)域的科學(xué)家回答新問題。比如,RVInvestigator 研究船最近正在幫助海洋考古學(xué)家識(shí)別一艘沉船。研究船上的氣候科學(xué)家還繪制了一幅海底地圖,以更好地了解洋流。他們將利用水深測量研究海底的形狀是否會(huì)影響洋流,進(jìn)而影響南極洲的溫度??茖W(xué)家希望他們的研究能讓政府在氣候變化問題上作出更好的決策。
活動(dòng)名稱
在罐子里制作天空
你有沒有想過為什么早上的天空是藍(lán)色的,而晚上的天空卻是橙色的?令人難以置信的是,牛奶可以告訴我們其中的原因!
實(shí)驗(yàn)條件及材料
表面光滑的塑料罐,比如特百惠密封容器
水
牛奶(全脂牛奶效果最好)
湯匙
手電筒,你可以用手機(jī)上的手電筒
一個(gè)昏暗的房間
活動(dòng)步驟
(1)將1 湯匙牛奶添加到準(zhǔn)備好的罐子中(圖1),然后將塑料罐裝滿水,就完成了天空罐的制作。
(2)將天空罐帶到一個(gè)可以通過拉上窗簾和關(guān)燈變暗的房間,拉上窗簾或關(guān)燈后這個(gè)房間應(yīng)該仍然足夠亮,以便你可以看到房間內(nèi)物體的輪廓(圖2)。
(3)拿起手電筒,把你的天空罐放在手電筒前面(圖3)。你在罐子里看到了什么顏色?罐子里每個(gè)位置的顏色都一樣嗎?
(4)然后,將手電筒放在桌子上,燈光向上方打亮,將罐子放在燈光上面(圖4),現(xiàn)在看到的是什么顏色?你可以重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),并且改變天空罐里的牛奶量。當(dāng)天空罐里的牛奶增多或減少時(shí),會(huì)發(fā)生什么變化?
(5)完成實(shí)驗(yàn)后,將天空罐里的牛奶倒入下水道。
活動(dòng)概述
陽光,以及手電筒發(fā)出的光,都是彩虹所有顏色的組合。這種光以波浪的形式傳播,就像你在海灘上看到的海浪那樣。有些顏色以短而洶涌的波浪形式傳播,比如藍(lán)色的光。其他光波又長又平緩,比如橙色的光。當(dāng)陽光進(jìn)入地球大氣層時(shí),光波會(huì)撞上空氣中的氣體粒子,并向不同方向散射。短光波(比如藍(lán)色)散射得最多。
在天空罐中,水的作用就像地球大氣層,牛奶的作用就像散射光的氣體粒子。當(dāng)太陽在我們頭頂上方直射時(shí),陽光穿過大氣層的距離很短。在這么短的距離內(nèi),藍(lán)色的光仍然是被散射得最多的光,這就是我們在白天看到的天空是藍(lán)色的原因。你可以在天空罐的底部、距離手電筒光最近的位置看到這種顏色。
令人驚嘆的日落
當(dāng)太陽落山時(shí),陽光會(huì)以一定的角度進(jìn)入大氣層,并且必須穿過更多的氣體粒子,意味著陽光將與更多的氣體碰撞并散射更多的光波。這樣一來,藍(lán)色的光就會(huì)被完全散射,橙色的光會(huì)穿過大氣層進(jìn)入你的眼睛,因此我們在日落時(shí)可以看到美麗的橙黃色。在你制作的天空罐里,你可以在靠近頂部的位置看到這種顏色,也就是距離光源最遠(yuǎn)的地方。
你可以利用天空罐進(jìn)行很多實(shí)驗(yàn),比如測試移動(dòng)光源及其與罐子之間的距離會(huì)如何影響天空,看看添加更多或更少的牛奶會(huì)如何影響天空,就像大氣層中更多或更少的氣體對天空的影響一樣。
(NiNi 編譯)