魔術表演中的物理知識

范穎

摘 要：神奇的魔術總是令我們嘆為觀止，讓我們禁不住贊嘆人類的聰明，羨慕魔術師的能力，殊不知在魔術中包含著許許多多物理知識。本文通過設計小魔術，深入探討了魔術表演中的物理知識，隨著一個個力學、電磁學、光學魔術的設計與揭秘，不僅滿足了學生的好奇心，提高了他們的創造力，還在輕松快樂的氣氛中不知不覺地鞏固了所學的物理知識，為未來的物理學習打下良好的基礎。

關鍵詞：魔術探索 揭秘 物理知識

每天忙碌于繁重的高中學習任務之中，高中生的學習生活不免顯得有些枯燥和乏味。所以在學習之余，我們可以通過魔術的設計、表演以及揭秘，開闊學生的視野，增強他們的創造力，拓展他們的思維，為他們的高中學習生活增添幾分色彩，激發他們學習物理的熱情。

魔術探索第一站：神奇的懸浮

電視里經常能看到神奇的魔術大師使物體懸浮在空中，其實我們的小小魔術師通過努力也可以做到這一點。如圖1所示，桌面上放的是一個看起來很普通的底盒和一個不規則小棒，表演者拿起小棒，調整好位置，奇跡真的出現了，如圖2所示，小棒真的懸浮在空中了。

圖1 魔術師變魔術

圖2 小棒懸浮起來了

【魔術揭秘】：小棒能懸浮在空中是因為電磁學中的同名磁極相斥原理，磁場力就像一只看不見的手一樣可以穩穩地托住小磁棒，使它不掉落下來。上海的磁懸浮列車是這個原理在現實生活中的應用。這個看上去玄妙無比的懸浮小魔術，實際上就是應用了看不見摸不著的磁場。

魔術探索第二站：巨大的力量

準備一張普通的薄紙片、一個杯子、一盆水。慢慢地用水將杯子灌滿，如圖3所示，在杯子上面蓋上事先準備好的紙片，然后慢慢把水杯倒過來。或許學生會問：你不會是想讓這一張小紙片托起這滿滿一杯水不流出來吧？沒人相信吧，實際上，我們的實驗結果是：如圖4所示，紙片竟然真的將水穩穩地托在了杯中，水完全沒有流出來。或許你會說這簡直是不可能的任務，不可思議，水的質量比紙片的質量大幾十倍甚至幾百倍，怎么可能托得住呢？難道紙片真的被施了魔法不成？

圖3 變魔術過程

圖4 紙片托住了水

【魔術揭秘】：紙片之所以能托住水是因為大氣壓強的作用。這個魔術的原理跟物理教材中著名的馬德堡半球實驗的原理是一樣的。其實并不是紙片托起了水杯中的水，托住水的力量全部來源于大氣壓強。水杯灌滿后蓋上紙片倒轉過來，水面和紙片之間是真空，而杯外的大氣壓強很大，紙片受到的大氣壓力就很大，當外面的大氣壓力等于杯中的水和紙片的重力的時候，水就流不出來了。

魔術探索第三站：受“驚嚇”的燈絲

世上萬物都有生命，它們有喜歡和不喜歡的東西，也有害怕和不害怕的東西，燈絲也不例外。如圖5所示，只見魔術師拿著一個半圓形的“魔法棒”慢慢地靠近燈泡，如圖6所示，本來正常發光的燈泡仿佛真的害怕了，開始慢慢顫抖起來，這是為什么呢？燈泡真的有害怕的東西嗎？

圖5 “魔法棒”靠近燈泡

圖6 燈絲在“顫抖”

【魔術揭秘】：這個所謂的魔法棒其實是一個蹄形磁鐵，電流在蹄形磁鐵的磁場中受到安培力的作用，這個力的方向與電流方向有關，可以用左手定則來判斷。正常發光的燈泡內通的是交流電，電流方向不斷改變，所以燈絲受到的安培力的方向也不斷改變，燈絲就會不斷地顫抖。

魔術探索第四站：隱形的膠水

拿出一個普通的氣球，你可以不用任何工具使它穩穩地貼在你朝地的手心上么？直覺上，好像這是常人無法做到的事情，我們的魔術師就可以大顯神通了。如圖7所示，當她把托在手掌上的氣球翻過來朝向地面的那一刻，氣球真的沒有下落，難道魔術師在這只氣球上涂了隱形的膠水？

【魔術揭秘】：其實魔術師手中的氣球上并沒有涂了隱形的膠水，而是用手反復摩擦氣球，使氣球和手都帶了電，氣球和手所帶電荷是異種的，異性相吸，氣球本身的重力不大，當異種電荷之間的靜電力等于氣球的重力時，氣球就會被穩穩地吸引在掌心中了。其實，生活中也有很多類似的現象，如用摩擦過的梳子還可以把細水流吸引過來呢，回家試試看吧！

圖7 被粘住的氣球

魔術探索第五站：空箱取物

魔術師拿出一只前方開口的木箱，里面空無一物。當魔術師將頂蓋向前翻下時，就可以從木箱中取出物品來。若將物品再放入箱中，再蓋上頂蓋，從前面看去，箱中又空無一物了。如果是普普通通的箱子，這可是個不可能完成的任務，但是這個箱子并沒有想象中那么簡單。

【魔術揭秘】：這個魔術的秘密是平面鏡成像原理。魔術師在木箱的兩個后角處各放了一塊平面鏡，與箱壁成45°，兩平面鏡成90°。因為兩側壁成的像剛好與后壁重合，事先可以將物品放入箱中的平面鏡后，從前面看去，木箱是空的。將頂蓋翻下時擋住前方的開口處，物品就可以從上方取出。沒想到吧，平面鏡成像原理還可以這樣用。

舞臺上表演的魔術貌似很神奇，常人無法做到，如果我們能開拓思維，積極探索，就會發現魔術其實很簡單，魔術中蘊含的知識就存在于我們的教材當中。只要在生活中細心觀察，認真思考，放飛想象的翅膀，你也可以表演一個屬于自己的魔術。