教你用光變魔術

趙榕

你看不見我！你看不見我！

在科技館中，有一個好玩兒的空間，當你的朋友走進這個空間時，他身體的大部分會被活生生地吞噬，很可能只剩下一個腦袋！當然啦，這并不是驚悚片的內容，而是科技館中的一種“隱身”技術。它巧妙地利用光的反射原理，讓你在視覺上形成錯覺，事實上你看到的平面鏡中的像是由光的反射線的反向延長線的交點形成的，是虛像。虛像與人所占的空間區域等大，距離相等，很巧妙地讓人隱藏起來，結果你只看到一個活動的人頭，卻沒有看到身體。其實，只要你繞到鏡子背后，一下子就真相大白了！

“隱身人”光字原理

同樣的原理經常在魔術中被應用。想想我們在魔術中常看到的“大變活人”，在觀眾的一陣陣驚呼中，曼妙少女在魔術師的指揮棒下“神出鬼沒”。其實魔術師的動作通通是障眼法，就是為了吸引觀眾的注意力，其玄妙之處，還是在裝人的箱子上。

大小隨心變——畸變小屋

你想不想突然間長高，一下子超過偉岸的爸爸和高挑兒的媽媽？走進科技館的“畸變小屋”，立刻讓你美夢成真！進到小屋里，讓媽媽站到高處那個角落，你站在低處那個角落。好啦，現在讓爸爸通過外邊的觀察孔把看到的景象拍一張照片吧。哈哈，你比媽媽高了！

在我們的視覺習慣中，事物是近大遠小的，我們的腦子已經這樣處理事物的遠近關系了，但是，在這問小屋里，當近處的人站在你認為是遠處的地方，你反而會覺得他變得更高大了，這是為什么呢？小屋中低的那個墻角給了你比實際距離遠的感覺，縮小了的層高襯托出站在這里的人的高大;而高的那個墻角夸大的層高，使人在視覺上變得矮小。從門口向屋內看去，小屋上、下、左、右四面向里延伸，形成一個半錐體結構，小屋里的裝飾畫也隨著這個半錐體結構形成了反透視（簡單地說，就是近小遠大）效果。觀察孔的位置正好是半錐體上的一點，形成了反透視的畸變效果。小屋內部結構與裝飾把小屋還原成正常的長方體，而站在屋子里的兩個人會展現出與實際不相符的大小比例。這現象是不是很神奇呀？

“畸變小屋”原理

圖上的兩條紅線哪條長？用尺子量量吧！

“魔杯”到底魔在哪兒？

一只底部內壁有明顯凸起的無色透明的小瓶

1先檢查一下小空瓶的底部是否有明顯凸起。把瓶底對準陽光，能把光線匯聚就行了。

2將一枚硬幣放在桌上，把小空瓶放在硬幣上，通過瓶口觀察瓶底下的硬幣，你會發現硬幣被放大了！空瓶成了放大鏡。

3逐漸加大瓶底與硬幣間的距離，硬幣的像不斷增大，一會兒，硬幣的像不見了。

4保持瓶、幣間的距離，往瓶內注入少許清水。

5隨著瓶底被水淹沒，一個清晰的硬幣的像又出現了。

科學原理：這得從凸透鏡的成像規律談起。當物距小于1倍焦距時，像為放大的虛像，且像與物位于透鏡同側;當物距等于或大于1倍焦距時，透鏡不成像或成實像。但透鏡焦距并非一成不變，我們可以通過改變透鏡周圍的介質，“拉長”或“縮短”透鏡的焦距。在上述實驗中，當硬幣的像不見時，瓶底與硬幣問的距離大致與透鏡的1倍焦距相等。向瓶內注入水后，猶如在瓶底凸面上加了一個“水凹透鏡”，“水凹透鏡”對光線的發散作用“拉長”了瓶底凸透鏡的焦距，從而使原來位于瓶底透鏡焦點上的硬幣一下進入“組合透鏡”的1倍焦距之內，所以清水就能顯出硬幣的像了。

你知道嗎？

有一種有趣的酒杯——“魔杯”，會給你的家宴增添不少樂趣。當你向杯中倒入酒時，杯底會呈現出栩栩如生的龍鳳畫面;當你飲完杯中酒后，龍鳳也跟著無影無蹤了，就好像你把龍鳳也喝到肚子里去了。顯然，龍鳳是不會隨著酒被喝到肚子里去的，原來，這也是光線在作怪。

仔細觀察能顯像的酒杯——“魔杯”的構成，你會發現它的底部有圓弧形的凸起，相當于一個焦距很短的凸透鏡，在這一凸起的下方不遠處嵌有一張比透鏡直徑小得多的龍鳳畫片……現在，你明白“魔杯”的奧秘了吧！