開場是變魔術“消失的水”。往一只紙杯中倒一些飲用水,再將該紙杯中的水倒入另一只紙杯中,然后將兩只紙杯在手中轉動。老師問:“請同學們猜猜哪一只杯子里水?”分別將兩只紙杯倒置,卻發現兩只杯底均倒不出水來。水到底去哪兒了?老師揭秘真相:“一開始我已經在杯子里盛放了少許白色的聚丙烯酸鈉粉末,由于杯底也是白色的,因此不容易被看到。這個物質與水快速反應后成凝膠狀,就在杯底凝結住了,這就是化學魔術。”
這是4月28日同濟大學《聽TA說》直播通識類課程《還原真相》上的開幕場景,主講者是化學科學與工程學院朱仲良教授。“化學廣泛存在于我們的生活中,化學改變著我們的生活。”在一個小時的直播空中課堂,這位網紅教授在鏡頭前呈現、講授了分析技術在考古、刑偵、食品、環境等多個領域中的應用。
開場出現的化學物質“聚丙烯酸鈉”,是一種重要高分子材料,在生活中有多種應用。比如,它能用于蛋糕、冰激凌等食品中,改善口感與風味;利用它能吸水的特性,用來制作衛生巾、水晶泥。華為最新發布的折疊屏手機,是基于一種名為“聚酰亞胺”的折疊屏核心材料,被譽為“解決問題的能手”。朱老師將這些化學物質的神奇之處娓娓道來。
“一件件化學物質與我們的日常生活有著如此緊密的聯系。”朱老師說,這門課程的內涵,就是希望基于自然科學的原理,重點解密我們日常生活中與顏色相關的一些現象,還原真相。直觀的展示、風趣的表述,一個個顏色背后的科學奧秘逐一揭曉。
大千世界五彩繽紛,為何能形成如此豐富多樣的色彩?
彩色是如何出現的呢?原來是因為光色的互補。物體表面呈現紅色,是因為選擇性吸收了紅色的補色(藍綠色),紅色光被反射而被人眼感知。朱老師當天佩戴的是一條紅色領帶,他說,“同學們之所以看到我領帶的紅色,是因為紅色的光被反射了,而其互補色的光被吸收掉了。”
如何讓同學們更能明了、領悟這個科學原理呢?PPT上呈現的是一盤芹菜炒肉絲。朱老師說,假定這戶人家的孩子放學回來,看到這盤菜,喜歡吃肉的他先將肉絲挑出來吃了。孩子的爸爸回到家,看到的只是一盤綠油油的芹菜。“用這個通俗的例子想讓同學們明白,剩下的才能被看到,吃掉的就看不到了,說明衣服表面染料對光的吸收(吃了)與反射(剩下)。”
展示一組食品照片,分別是番茄、玉米、青團、藍莓。朱老師問:這些食品中的色素對應什么化學成分?番茄紅素、胡蘿卜素、葉綠素、花青素。朱老師說,除了藍莓,黑枸杞也富含花青素。“植物色素也可用作酸堿指示劑。”眼見為實,桌上擺放了一組裝有黑枸杞浸泡液的小瓶子,一開始呈現著相同的藍紫色。朱老師現場依次向小瓶子中加入1滴鹽酸溶液、1滴稀氫氧化鈉溶液、若干滴濃氫氧化鈉溶液,結果瓶中溶液的顏色瞬間變為紅色、藍綠色、黃色。朱老師解釋道:“這是因為黑枸杞中提取的花青素和酸堿反應后,呈現出了不同的顏色,也驗證了花青素可以作為酸堿指示劑。”
“朱老師講課真有趣!”下學期一定選這門通識課。”“講得太通俗易懂了!”……在課程直播過程中,聽課學子互動活躍,紛紛為網紅教授點贊、叫好。
現場做模擬實驗,揭示藍天與夕陽紅的原理。將幾滴牛奶加入一個透明瓶子中后搖勻,瓶身表面略顯渾濁。然后用手電照射這只瓶子,觀察光路垂直方向的顏色,還有正對著光源的顏色。最后用純水作對照試驗。通過對比模擬實驗,可知:波長較短的藍紫光優先被散射,而波長較長的橙紅光穿透力更強。朱老師進一步分析了天空藍不藍、夕陽紅不紅與空氣質量的關系。
為什么衣服會發黃?為什么熒光增白能讓衣服變得又白又亮?朱老師道出了個中原由:“發黃,是因為有吸收藍光的物質逐步形成。而由于熒光增白劑吸收了紫外光、發射了藍色光的緣故,會使得白色衣服更加白又亮。”是不是所有白色的物品都有熒光增白劑呢?朱老師手持一把紫外手電筒,分別照在白襯衣、白紙、白色塑料和牛奶上。結果顯示,牛奶中沒有熒光增白劑,而白色塑料有可能有,也可能沒有,白襯衫和白紙則含有熒光增白劑。“事實上,熒光增白劑廣泛應用于造紙、紡織纖維等領域。”朱老師補充道。
案發現場,盡管兇手已經將血跡擦洗干凈,為何刑偵人員還是能成功找尋到蛛絲馬跡?朱老師揭曉答案:因為血紅蛋白中的鐵是魯米諾反應的催化劑,促使發射藍光。即便已經被擦洗,或者過去很久,仍然能被檢測到。
不知不覺間,時針已指向13時許,一個小時的直播課接近尾聲,同學們最為期待的時刻到來。最后這張PPT上,是結合這堂課的內容給出的4個選擇題。“請同學們通過輸入這4道題目的答案,搶支付寶口令紅包。”話音剛落,點贊、喝彩的彈幕源源不斷。
“聽完了朱老師的課程,文科生也表示太有意思了!后悔當年咋就沒選他的選修課呢!”“以德立學,教書育人;快樂施教,傳道精英。為朱仲良教授點贊! ” ……下課了,屏幕上的留言仍在滾動。(艾嬌)
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