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如果你需要一个足够简单的实验来满足熊孩子的好奇心,这是一个很不错的选择~
“密度彩虹”这类实验的要点是,把不同密度的液体小心地层层叠在一起,并用色素进行染色,让它们能够形成分明的层次。用这种方法可以了解各种液体的密度关系。
最为居家简便的一种操作方法是用不同浓度的糖水制造密度梯度。但这时候需要比较小心地操作,以避免这些溶液太快地混合在一起。
我做的效果图:
下面来看下制作过程:
所需材料:
食品色素(我这里用的是四种颜色)
砂糖
塑料滴管(或透明的吸管)
一个比较细高的透明容器(在这里用的是一个小酒杯)
首先要准备四个杯子/碗之类的容器,第一个容器不加糖,第二个加一大勺糖,第三个加两勺,第三个加三勺。
接下来要加水溶解,注意:为了在节省糖的同时制造足够大的密度差异,加水一定要少一点!在这里我每个加入了半酒杯的水(注意酒杯很小,高度只有6厘米)。充分搅拌让砂糖溶解。
接下来,按你的喜好分别加入色素调色,这样我们就得到了四种不同密度和颜色的液体。
拿过展示用的容器,先倒入部分最浓的糖水溶液,然后再小心依次加入不同浓度的糖水。我这里用的是一次性的塑料滴管,吸取溶液然后伸到液面附近小心加入。
另外还有一种做法,是用透明的吸管。首先把吸管的一部分伸进密度最小的水里面,然后用大拇指堵住上口拎出,然后再依次伸入密度较高的糖水溶液中,每次没入液面更多一点,最后一次堵住上口拎出水面的时候,吸管中就有一段层次分明的密度彩虹了:
(这种方法会需要比较深的溶液。录制者:OMSI)
当然,这只是最初级的做法,如果有更多材料,还能做出很多变化来。
在实验室里,比较理想的密度彩虹效果要用到多种有机溶剂,利用和水不混溶的有机溶剂,就可以更清晰地分出层次,比如说下面的这个试管中的密度彩虹:
(这里用到了乙酸乙酯、二氯苯和不同浓度的氯化钙水溶液。拍摄者:Jennifer Hill)
居家密度彩虹也可以做出更复杂的花样,加入粘稠的糖浆、油等液体来帮助分层。下面是一个复杂的多层版:
能给密度彩虹堆出多少层,这似乎也成了小实验爱好者们争相攀比的一件事,打开youtube,你可以找到7层、9层、13层等各种版本……