變魔術的小方法物理實驗
一、光現象
·海市蜃樓
實驗器材:矩形玻璃容器一個,清水,酸性定影液(或食鹽水、食糖水等)。
實驗過程:在矩形玻璃容器中先放入密度較大的酸性定影液,約15cm深,然後用玻璃棒導流法輕輕加入清水,約4cm深。在容器的一側約12cm處放置一被照亮的物體,物高約5cm。從容器的另一側不同距離和不同角度傾斜向上觀看,可看到虛幻“蜃景”。
解釋:因為密度較大的酸性定影液和清水的折射率不同,起初兩種液麪分明,可是隨時間的延長,擴散作用導致界面模糊,形成了有一定厚度的擴散層,其折射率自上而下隨深度而形成梯度分佈。當從另一側觀看被照亮的物體時,由於光的折射現象就可看到懸掛在實物之上的虛幻“蜃景”。
·神奇的分身術之一
實驗器材:一張撲克牌,一根針。
實驗過程:在撲克牌上用針扎兩個相距不超過3mm的針孔。然後把針放在撲克牌的背後約2.5cm的`地方,用單眼透過雙孔觀察,你看到的不是一根針,而是兩根。若在兩孔的附近再扎第三個孔,當你透過這些孔觀察時,就能看到三根針。扎的孔越多,看到的針越多。觀察時,適當調整撲克牌(轉動或改變撲克牌距人眼的距離),這種現象更清晰。
解釋:由於光的直線傳播,針上的光在透過不同的小孔時,在人的視網膜上形成了各不相同的物像,因而出現了神奇的分身術現象。
·神奇的分身術之二
實驗器材:透明玻璃杯,硬幣一枚,水。
實驗過程:在透明玻璃杯的杯底放一枚硬幣,再放一些水。把杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移到某一個位置時,可以看到兩枚硬幣。
解釋:看到的兩枚硬幣均為虛像,其中一枚是硬幣通過水麪折射而成的虛像,這枚硬幣虛像比實際的硬幣要高一些;另一枚則是通過杯子側面的水折射而成的像,此時的側面水柱相當一個凸透鏡,從而形成一個放大的虛像。我們未看到硬幣的“真身”,只看到硬幣的兩個“化身”。
二、流體壓強與流速的關係
·硬幣“跳高”比賽
實驗器材:一枚鋁質硬幣,10cm左右的直尺,課桌。
實驗過程:在離桌邊2~3cm的地方放一枚鋁質硬幣,在硬幣前10cm左右用直尺架起一個欄杆,高約2cm。在硬幣上方沿着與桌面平行的方向用力吹一口氣,硬幣就可能跳過欄杆。用力大小不一樣,硬幣跳得高度不一樣。
解釋:當急速的氣流經過硬幣上方時,那裏的氣壓就低,下面的空氣便把硬幣託了起來。上升的硬幣碰到由嘴吹過來的補充氣流就被吹過了欄杆。
·自制噴霧器
實驗器材:兩根長約10cm的塑料吸管,一個燒杯,水。
實驗過程:如圖所示,在燒杯中盛適量的水,一根吸管插在盛水的杯中,另一根吸管的管口貼靠在豎管的上端。往水平吸管中輕輕吹氣,可以看到豎管中的水面慢慢上升,到管口時,被水平氣流帶走,成為霧狀。
解釋:根據流體壓強與流速的關係可知,往水平吸管中輕輕吹氣時,豎管的上端空氣流速快,該處壓強小,燒杯中的水在大氣壓的作用下沿豎管上升,水上升到管口就被水平氣流帶走,從而形成霧狀。
·吹不掉的球
實驗器材:一個玻璃漏斗,一個乒乓球。
實驗過程:一隻手拿着漏斗使其喇叭口向下,另一隻手託着乒乓球,如圖所示。用嘴含着漏斗口向下吹氣時,同時放開託乒乓球的手。此時,乒乓球在喇叭口內顫動,但不會掉下來。
解釋:雖然乒乓球受到一定的重力作用,氣流對球也有一定的衝擊力,但乒乓球下端空氣流動慢,氣體對球向上的壓強大,球上端空氣的流動快,氣體對球產生的向下的壓強小,這個壓強差產生的向上的升力,足以克服乒乓球所受的重力作用和氣流對球的正面衝力,因此球不會掉下來。
大家學了這麼多物理實驗變魔術的小方法,趕緊去實驗一下吧,如果熟練了,就可以去表演魔術給大家看了。相信很多都會覺得你會劉謙的魔術。
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