幾個魔術(shù)中的物理現(xiàn)象及原理

徐梓淇

摘要：物理是高中階段的重要學(xué)科，掌握良好的物理知識不僅有助于提高我們的高考成績，還能提高我們的理性思考能力和動手實踐能力。不過物理作為一門自然學(xué)科比較抽象，學(xué)習(xí)起來有難度，尤其到了高中階段要面臨大量的基礎(chǔ)公式和概念，常常讓人感到力不從心。但是如果能深入挖掘物理知識背后的價值就能感受到物理的魅力，從趣味中體驗物理的樂趣。魔術(shù)是一種借助自然科學(xué)規(guī)律，加上巧妙構(gòu)思與演員表演的綜合性藝術(shù)，每次觀看魔術(shù)表演總能讓人感受到無窮的驚奇，其實許多魔術(shù)都是利用了物理學(xué)知識實現(xiàn)的，本文就通過幾個簡單的小魔術(shù)分析其中的物理妙用，希望能為其他同學(xué)的物理學(xué)習(xí)提供理論幫助。

關(guān)鍵詞：魔術(shù) 物理現(xiàn) 象高中生

一、鐵鏈栓環(huán)

鐵鏈栓環(huán)是一種簡單的小魔術(shù)，道具只有兩個分別是圓環(huán)和細(xì)鏈子，從已知的魔術(shù)中我們看到魔術(shù)師將拇指和食指張開套住鏈子并垂下一部分，然后把準(zhǔn)備好的圓環(huán)套在鏈子外面上下滑動兩下，然后把圓環(huán)放下來，按理說圓環(huán)應(yīng)該順著細(xì)鏈子滑出，但是圓環(huán)卻被套住了，這是為什么呢？原來這個簡單的小魔術(shù)與物理學(xué)的力學(xué)知識相關(guān)，魔術(shù)的關(guān)鍵在于魔術(shù)師拿細(xì)鏈子的姿勢，首先當(dāng)兩只手全部張開時，中指必須呈現(xiàn)彎曲狀態(tài)，然后將指腹貼在拇指的肌肉上套圓環(huán)時必須使其在高度上過中指，在掉下來的過程中，圓環(huán)的一邊碰到中指，受到力的作用，運(yùn)動狀態(tài)由運(yùn)動變?yōu)殪o止，另一邊由于慣性繼續(xù)下落，兩環(huán)一上一下，重心偏離，在圓環(huán)和一條細(xì)鏈子之間的摩擦力作用下，圓環(huán)在掉的過程中翻了兩個跟頭，繞在了鏈子上。當(dāng)我們知道真相以后不得不感慨人的無限智慧，僅僅從這樣一個小魔術(shù)中就能體現(xiàn)物理知識。

二、扎不破的氣球

氣球是一種橡膠制品，薄薄的乳膠如果被尖銳物刺激就會發(fā)生破裂，一個被吹起來的氣球如果被針扎一下一定會‘砰的一聲爆炸。有一種魔術(shù)叫‘扎不破的氣球，魔術(shù)師拿出一個完好的氣球充氣，然后將氣球扎緊放置，這時他拿出一枚鋼針，讓鋼針刺穿氣球，從觀眾視角中我們能看到魔術(shù)師將鋼針刺入氣球然后穿透氣球，氣球受到外力壓迫竟然沒有發(fā)生任何形變。接著魔術(shù)師將鋼釘從氣球中拿出，讓有好奇心的觀眾也來試試，但是觀眾將鋼針刺向氣球后，氣球碎裂了。這個魔術(shù)的原理是，魔術(shù)師事先準(zhǔn)備質(zhì)量好一些的氣球，向氣球充氣，注意不要充得過飽，然后在氣球相對的兩端分別貼上一條二三厘米長的透明膠帶。魔術(shù)師要用右手拿針，從下往上在貼膠帶處插入氣球，從另一端貼膠帶處穿出，由于膠帶的彈力作用能使“傷口”不再擴(kuò)大，因此氣球的氣體泄漏緩慢，觀眾短時間內(nèi)看不到氣球縮小。當(dāng)魔術(shù)師邀請觀眾把針插入氣球時，因為這次不是膠帶處插入的，所以氣球會炸掉。

三、隱身人

如果說前面兩個只是小魔術(shù)讓人感覺不是很盡興的話，那么隱形人就是魔術(shù)表演中的重頭戲，筆者以前通過視頻看到過這樣一段魔術(shù)表演，在一個高高的站臺上，有一個美麗的圓口花瓶，花瓶中原本插著各式各樣的鮮花，而魔術(shù)師用魔術(shù)布將花瓶蓋住后開始‘施魔法，拿掉魔術(shù)布一個鮮活的小女孩的頭就出現(xiàn)在花瓶上，這讓人百思不得其解，難以參透其中的奧妙。在解釋這個魔術(shù)原理之前，我們先介紹它的關(guān)鍵道具，即平面鏡，它是生活中的常見物品，通過平面鏡成像我們能清晰的看到自己的身影，我們通常使用的平面鏡多由玻璃構(gòu)成，但是如果使用鍍銀很好的光潔平面鏡將入射光全部反射，而這種反射人眼是看不清的。我們看見的物體是因為物體表面的漫反射?？词覂?nèi)平面鏡中的場景就像透過窗戶看隔壁的房間一樣.只是所看到的是本室的情景。而這個隱身人的魔術(shù)秘密在于高臺上的桌子下面并不是空的，那是一個箱子，小女孩的身軀就藏在箱子里，箱子中鑲嵌了兩面鏡子，通過光的反射、折射、映射等物理知識巧妙的構(gòu)建了一個場景，這種恰到好處的場景讓觀眾在臺下幾乎無法辨認(rèn)，觀眾以為箱子下面是空的，同時桌面下的平面鏡反射形成的小屋內(nèi)墻面和地面圖案的像，讓人看起來就像是桌面下原來的地面和桌子內(nèi)側(cè)原來墻面上的圖案，這就造成了桌面下方仍然是空的、通透的錯覺，桌面下的身體似乎消失了。

四、意念螺絲自轉(zhuǎn)

有一種魔術(shù)是由魔術(shù)師拿出螺栓和螺母，讓觀眾把螺母擰到螺栓的中間部位，然后魔術(shù)師施加超自然力量到螺栓上，明顯的你會看到螺栓上的螺母開始旋轉(zhuǎn)起來，然后完全旋開來直到從螺栓上脫落，螺栓和螺母可以交給觀眾檢查。其實操控螺絲自轉(zhuǎn)的不是魔術(shù)師，而是電池和磁鐵，原來螺栓里面有一個紐扣電池和一個用來振動的電動機(jī)。表演者手指上粘貼一小塊磁鐵，用來作磁控開光。當(dāng)手指靠近螺栓時就會觸發(fā)電動機(jī)振動，從而使得螺栓高速振動，螺母在振動過程中由于與螺絲的相互作用而旋轉(zhuǎn)起來，因此會向外移動，被“擰”出來。

五、考拉變熊貓

這個魔術(shù)展現(xiàn)在一個箱體里，是由考拉玩偶和熊貓玩偶組成的，魔術(shù)師按動一個開關(guān)，觀眾從箱體的一個孔往里面看，可看見一個小動物考拉，再按一下開關(guān)，小動物變?yōu)橐恢恍⌒茇埩?。再按下開關(guān)兩只小動物又轉(zhuǎn)換了。這種魔術(shù)在我國古代也被稱為戲法，其實這個魔術(shù)的原理與隱身人的原理有異曲同工之妙。箱內(nèi)有一塊與觀察方向成45度角的半透半反鏡，初始設(shè)置使物A與物B經(jīng)此鏡正好互相成鏡像關(guān)系，即物A經(jīng)半透半反鏡所成的虛像剛好在物B處，物B經(jīng)半透半反鏡所成的虛像剛好在物A處。迎著觀看方向觀看，只要控制使物A的照明燈點亮，使燈B關(guān)斷，則只能看到物A的像，關(guān)斷照明燈A而點亮照明燈B，則可以看到物B而看不到物A。若物A為一個考拉，物B為一個熊貓，則通過切換照明燈就可實現(xiàn)“考拉變熊貓”的趣味演示。

六、結(jié)語

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)物理知識對魔術(shù)表演的重要性，魔術(shù)是一種大眾喜聞樂見的活動，它的趣味性和觀賞性吸引了大批粉絲。作為一名高中生，欣賞魔術(shù)的同時也要有自己的思辨能力，本著對事物的好奇心探索背后的價值意義，通過魔術(shù)表現(xiàn)出的物理現(xiàn)象追蹤原理，這樣不僅能激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，還能從另一個角度看待物理，總結(jié)其中的規(guī)律與奧妙，真正做到學(xué)以致用，用興趣激勵學(xué)習(xí)。