神奇的“變臉”魔術——關于光的折射現象的一個趣味小實驗

翟 爽 侯 恕

（東北師范大學物理學院，吉林 長春 130024）

趣味演示實驗可以激起學生的好奇心及求知欲，引發思考，讓學生在生動的情境中培養觀察能力、思維能力和解決實際問題的能力.物理課堂中“見證奇跡的時刻”后，師生共同在“揭秘”中學習物理知識，往往會達到意想不到的教學效果.

筆者針對光的折射知識，設計了一個現象驚奇的魔術“變臉”，實驗材料易取，操作簡單，現象明顯，課堂之上反響熱烈，學生興趣極高，達到了很好的教學效果.特此分享實驗設計思路，希望能夠為廣大物理教師提供靈感，為物理趣味實驗設計添磚加瓦.

圖1

實驗器材：馬克筆，塑料密封拉帶，白紙板，直尺，水槽；

制作過程：設計幾對不同的簡易卡通笑臉圖片，一個畫在塑料密封拉帶上（如圖1①），一個畫在白紙板上（如圖1②），塑料拉帶上的圖片略小、筆畫略細，以保證當把白紙板裝入塑料拉帶，兩個圖片重合后，遠距離觀看時只能看出卡片上圖片的輪廓（如圖1③），水槽中裝入清水.

表演魔術：將準備好的密封圖片緩慢地豎直插入水中，學生即可看到奇妙的“變臉”現象（如圖1④，為避免后排學生在圖片插入水中以后即看不到，建議用攝像頭通過屏幕直播，或拍好視頻后在課堂上播放）

圖2

魔術揭秘：魔術巧妙運用了光的折射的相關知識，下面結合光路圖對此魔術進行揭秘.如圖2所示，長方框代表塑料外殼，中間的分隔線代表紙板.當把它緩慢插入水中時，紙板和塑料外殼上的圖案反射的太陽光經過水與空氣的界面時都發生了折射，且由于入射角大小不同，折射后的光線被分開.當人眼在上端俯視時，只有來自外殼圖案反射的光進入了人眼，因此就有了我們所看到的奇妙現象了.

魔術成功訣竅：魔術成功的關鍵有以下幾點，清楚地把握其中的訣竅有助于對魔術原理的深化理解.（1）用不透明白紙板把面向學生一側的水槽遮住，防止學生正視，魔術失敗；（2）水不裝滿水槽，充分保證俯視角度；（3）保證卡豎直插入水中，避免圖片傾斜；（4）保證密封不進水.若進水，兩圖片緊密貼合，則不能產生奇妙現象.