近日，备受期待的2022-2023年“发明创业奖项目奖”和“一带一路”暨金砖国家技能发展与技术创新大赛颁奖典礼及优秀项目主题展览在国家科技传播中心举行。
发明创业奖是2005年由科技部批准，中国发明协会设立，国家科技奖励办公室注册的社会力量设奖，注册号为国科奖社证字第0123号，由人物奖、成果奖、创新奖、项目奖等四个子奖项组成。自设立以来，发明创业奖为国家科学技术奖、中国专利奖提名推荐了众多优秀项目。
深圳龙岗区龙城高级中学的学生李可、徐婧、关洪玉，在刘煜民和周波两位老师的指导下，共同研发的“一种能消除干扰的蜃景探究仪”项目，荣获了“世界知识产权组织奖”中的最佳青少年发明奖。该项目旨在通过创新技术模拟并控制大气折射现象，从而创造出人工蜃景，填补了在中学物理课堂上，缺乏有效的蜃景实验设备的这一缺憾。
问
这种探究仪的工作原理是怎样的？
李可：蜃景探究仪的工作原理非常简单，就是人工制造一个折射率随高度改变而变化的透明扩散层，让LED景观灯发出的光在这个扩散层中发生折射和全反射，另一侧的人眼观察到发生折射和全反射的光后，感觉是直线传播，因此就产生了“上位海市蜃楼”或“下位海市蜃楼”现象。
但是，要制造这个扩散层和实现操作过程的电动化却是非常困难。“蜃景探究仪”包含有“支撑系统”、“干扰消除系统”、“加液系统”、“配液系统”、“换液系统”、“景观系统”、“图像采集与传输系统”、以及“辅助系统”等八大系统。
原理探究
问
这种探究仪在物理实验课上的实际使用效果如何？
李可：“能消除干扰的蜃景探究仪”的结构设计体现了新思路、新视角和新设计的要求。操作简便，自动化程度高，实验现象明显，原理探究直观。
利用这个探究仪进行探究时能提高学习兴趣，吸引同学们主动探究，积极思考。能最大限度地调动同学们的知识储备；在进行探究时能提高多种思维能力；通过探究发现新问题，形成新知识。
另外，还能用电脑实时播放实验过程，实验探究过程通过互联网实现较大范围的共享，能开展线上实验。
问
在整个研制过程中，你觉得最大的难题有哪些？
李可：整个研制过程中，最大的难题是怎样快速形成扩散层，提高实验效率，增加设备的简便性和实用性。
我们的解决办法是：用配液槽配制不同浓度阶梯的溶液，通过水泵，经过长方形的喷淋头，依次将不同浓度阶梯的溶液喷洒在实验槽内的细孔配液板上，因细孔配液板能漂浮在液面，随着溶液的不断加入，实验槽内的液面也不断上升。
由于水泵抽入的溶液具有浓度阶梯，因此，实验槽内的溶液也具有浓度阶梯，折射随着高度的不同而不同。
浓度阶梯的数量、浓度差和高度可以任意控制，能满足形成海市蜃楼的条件。
来源： 国传创想