紙藝燈籠中的科學

顧冰

中國的燈籠又稱燈彩，起源于1800多年前的西漢時期，是古時燈具的一種。在古代燈彩中，宮燈和紗燈最為著名。燈籠綜合了剪紙藝術、繪畫、刺縫、紙扎等工藝，內層骨架多為細篾等，外層蒙以紙或紗。每逢傳統佳節，人們都喜歡掛起紅燈籠來營造喜慶的氛圍。

本期，我們將帶大家一起利用彩色紙、一次性筷子、繩子、小燈珠來制作簡易的手提燈籠（如圖一）。

想要打造漂亮的手提燈籠，最關鍵的是制作燈籠的球面。仔細觀察球面，你會發現它是由相同的模塊（如圖二）組成的。所以，讓我們先從制作模塊開始吧。制作方法如下：

1、將15張紅色正方形紙對半裁出30個紅色長方形，再將15張黃色正方形紙對半裁出30個黃色長方形。

2、將裁出的紅色長方形沿著中心線對折后得到兩個小正方形，再將兩個小正方形沿著對角線對折。翻到反面，將A點對折到B點上，另一邊也是相同的折法。

3、將C點對折到D點上，另一邊也是相同的折法。折好后再將兩個小三角形打開，將整個紅色模塊沿中心線對折，最后將這個紅色模塊全部打開留下折痕即可。

4、同上，將裁出的黃色長方形沿著中心線對折后得到兩個小正方形，再將兩個小正方形沿著對角線對折。翻到反面，將E點對折到F點上，另一邊也是相同的折法。

5、將整個黃色模塊沿中心線對折，展開后上下兩個三角形紙片用牙簽或者圓珠筆卷起來。

6、先將兩個模塊疊在一起，再將紅色模塊按折痕折起來把黃色模塊包住，并將兩個角折進來，形成一個整體的模塊。最后，用同樣的方法制作30個這樣的模塊。

這樣基本就大功告成了，接下來就是見證奇跡的時刻啦！不用膠水我們就可以讓這些平面的紅黃相間的小紙片變成一個立體、精致的球體。首先我們需要把每個模塊的三角形都插到另一個模塊紅黃兩張紙之間的縫隙中（如下圖），再不斷地延伸組成一個球體，最后用紅線一端系上一個小燈珠穿過球體扎住，另一端綁在筷子或鐵絲上。漂亮的燈籠就做好啦！

科學小奧秘

可能很多讀者朋友都會好奇：這樣的球體結構為何會穩固，兩個模塊的紙片為何能夠聯結在一起？秘密就在每個模塊兩頭的兩個三角形中。當每個模塊的三角形都插入到另一個模塊紅黃兩張紙之間的縫隙中時，三角形的上下面都受到了另一個模塊的摩擦力，阻礙物體相對運動（或相對運動趨勢）。當一個模塊的三角形插入到另一個模塊中時，三角形的上下兩面和另一個模塊之間產生摩擦力，這種摩擦力有時甚至可以拉起一輛小車（如上圖）。

>>法國幾位科學家做過一個實驗：將兩本書的每頁穿插疊在一起，交疊的書頁越多，拉開兩本書需要的拉力就越大。