使用日常材料教学光吸收与比尔-朗巴赫定律:番茄汁实验
物理教育
2026-02-19 v2
摘要
我描述了一种在介绍物理学或通用科学课程中演示比尔-朗巴赫定律的富有视觉冲击力的实验。通过使用稀释的番茄汁作为天然着色吸收剂,并使用白炽灯作为宽谱光源,学生可以探讨光衰减随浓度和波长的变化。该活动将指数吸收的光学概念与日常材料联系起来,使其在资源有限的教室中易于理解。使用紧凑型光谱仪获取的传输光谱显示出约500 nm 处的强吸收峰,对应于番茄红素吸收绿-蓝区域。绘制吸光度与浓度的关系图后,学生可以在低浓度下确认线性行为,并讨论在高浓度下的偏差。该实验强调了光-物质相互作用的概念理解、定量数据分析以及理想定律的局限性,为光学和光谱学课程提供了难忘的学习体验。
引用
@article{arxiv.2509.04163,
title = {Teaching light absorption and the Beer-Lambert law using everyday materials: a tomato juice experiment for introductory physics},
author = {Hiroki Wadati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.04163},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in Physics Education (5 pages, 4 figures)