高中生研究性學(xué)習(xí)報(bào)告魔術(shù)中的物理

1、研究性學(xué)習(xí)報(bào)告魔術(shù)中的物理魔術(shù)， 相信大家一定多很熟悉，他以其特有的神秘感和趣味性深受大家的喜愛。 目前大多數(shù)魔術(shù)仍未被解秘，在少部分被揭秘的魔術(shù)背后，其實(shí)大多是欺騙你眼睛的伎倆。那神秘莫測的魔術(shù)背后是否有一些科學(xué)的物理道理呢？我們的答案是肯定的。我們研究這一課題的目的 ，一方面是因?yàn)槟g(shù)接近我們的生活，有一定趣味性和新穎性，一方面是希望增進(jìn)大家對魔術(shù)的認(rèn)識，提高大家對魔術(shù)的欣賞能力， 領(lǐng)悟到神秘事物背后是蘊(yùn)藏著樸素真理的；最重要的一方面是希望激起大家對物理學(xué)習(xí)的興趣，促使大家在生活中運(yùn)用課堂中學(xué)習(xí)的物理知識和規(guī)律，真正做到學(xué)以致用，用以得趣，趣以促學(xué)。我們的 研究方法 ， 包括分析法，比較法

2、， 類比法， 綜合法， 系統(tǒng)法等。（ 1）具體的 研究過程 （ 1）是制定實(shí)施課題方案，論證可行性并修改方案，之后制定出研究計(jì)劃。（ 2） 在互聯(lián)網(wǎng)，圖書館等處搜索各種形式的相關(guān)資料小組成員從資料提取有用信息并進(jìn)行分類整合。（ 3）聽取老師指導(dǎo)，進(jìn)一步修飾和整理。（ 4）對研究進(jìn)行概括總結(jié)，完成報(bào)告論文和ppt 幻燈片。我們的 研究內(nèi)容 包括以下幾點(diǎn)：<1>手比眼快 魔術(shù)與視覺暫留現(xiàn)象，<2>魔術(shù)與光學(xué)，<3>魔術(shù)與熱學(xué)，<4>魔術(shù)與大氣力學(xué)，<5>魔術(shù)與電磁學(xué)<1>手比眼快 魔術(shù)與視覺暫留現(xiàn)象典例 1 瞬間便沒型魔術(shù)師將

3、彩紙塞進(jìn)一個(gè)透明圓管，向你展示后，彩紙瞬間變沒。原理：其實(shí)在彩紙的一端系有一根彈性細(xì)線，細(xì)線從魔術(shù)師的一個(gè)袖口穿進(jìn)系在衣內(nèi)。魔術(shù)師只須微張手臂，細(xì)繩產(chǎn)生的彈力在極短時(shí)間里可將彩紙拉進(jìn)袖口典例 2 魔術(shù)師向平靠在豎直木板上表演者鏢飛刀，但總未失手。原理：魔術(shù)師其實(shí)并未鏢出飛刀，而是將刀藏在衣內(nèi)。同時(shí)木板在極短時(shí)間里，木板后的機(jī)關(guān)在不會傷人的地方插出刀，給人是魔術(shù)師在鏢刀的假象典例 3 美國枷鎖。例如劉謙在春晚上表演的皮筋魔術(shù)原理：這個(gè)魔術(shù)在兩段表演中都有一個(gè)必須做的動(dòng)作，就是第一下先把兩個(gè)手指即食指和中指合在一起，然后在表演之前有一個(gè)繞的動(dòng)作，也就是這一下，已經(jīng)把皮筋分開了。拇指和食指勾住皮筋，

4、合攏的時(shí)候快速用中指掛住皮筋，松開食指，然后又用食指勾住皮筋，這樣就出來了。然后放回原位時(shí)不斷的晃動(dòng)皮筋，因?yàn)橐呀?jīng)出來了，又是連貫的晃動(dòng)動(dòng)作，不容易被看穿。事實(shí)上很多魔術(shù)都是使用了這個(gè)原理1、飛杯不見表演者端出一只圓磁盤，盤內(nèi)有一把敞口壺，一只玻璃杯，然后用一塊手帕蓋在杯口上，演員拿起杯子和手帕，向觀眾走去，手一抖動(dòng)杯子不見了。說明： 原來機(jī)關(guān)秘密在手帕中，手帕中有一塊圓型鐵圈，象杯子口一樣大小，其實(shí)走向觀眾的時(shí)候，杯子已經(jīng)沒有了。因?yàn)殍F圈和杯口一樣大，所以觀眾不會注意到2、二牌變五演員拿出一付牌的其中兩張，牌背向觀眾交代后，說明沒有夾帶，手一晃動(dòng)，向觀眾交代五張撲克牌1、 2、 3、 4、

5、5，怎么一下變成五張呢？演員又一晃動(dòng)，又變成兩張撲克牌。說明：原來只有用兩張牌，另外三張不同的點(diǎn)子是剪下來貼在一個(gè)角上，演員一晃動(dòng)就是換一個(gè)方向，調(diào)一個(gè)頭，小魔術(shù)靠熟練，調(diào)頭要自然，這樣就能收到良好的效果3、杯底抽帕演員將一只玻璃茶杯向觀眾交代，并且將水倒入滴水不漏，演員將水倒出擦干，放入一塊綢布杯中，杯口封好、左手拿好，立即用右手抽出杯中的綢巾。說明：原來機(jī)關(guān)在杯子上，在制道具時(shí)就將杯子底旁鉆了一個(gè)小孔，約1 分硬幣大小，倒水時(shí)用左手按上，水當(dāng)然不漏，抽綢巾時(shí)就從小孔里抽出來的。理論介紹以上魔術(shù)都與視覺暫留現(xiàn)象有密切關(guān)系，以下是對視覺暫留現(xiàn)象的簡介：當(dāng)你看到一幅場景時(shí)，在之后的0.10.4s

6、不等的時(shí)間里你對其他的視覺變化沒有任何反應(yīng)，而魔術(shù)師就是在這極短的時(shí)間里完成魔術(shù)過程，因此你無法分辨（ 2）魔術(shù)與光學(xué)典例1，箱子類魔術(shù)大家一定見過魔術(shù)表演用的箱子，魔術(shù)師可以把空一天的箱子變出人來，也可以向你展示一個(gè)人在箱子里，之后用鋸子鋸開箱子，發(fā)現(xiàn)又出來另一個(gè)人。原理：其中一些箱子里有許多平面鏡，透鏡等光學(xué)器械，將箱子下的暗室的景象反射，折射給你看，也就是說你只看見的是鏡子不是箱子內(nèi)部，典例2，瞬間變沒大象大象被牽入一個(gè)特定的背景之下，在一股短暫的煙霧過后，大象消失。原理：大象所在特定的背景A 周圍，有許多平面鏡（觀眾看不見）。并且在背景A的兩側(cè)是與背景A相同的背景Bo 一陣短暫煙霧后，

7、平面鏡被拉動(dòng)，反射出背景B 的景象，你看到的只是鏡子中的影像，你自然看不見大象典例 3 銅鏡透視魔術(shù)師取出一塊銅鏡，讓觀眾檢查后確定只是一塊普通鏡子。之后照亮鏡子正面，觀眾會發(fā)現(xiàn)鏡子背后有黑影在動(dòng)。原理：這塊鏡子的鏡面微凸，鏡子后面有一定的圖案，這些圖案在相應(yīng)的地方微凹，這種變化是人眼無法覺察到的。在光照下，由于漫反射這種變化會以明暗的形式展現(xiàn)出來，因?yàn)橄掳继帟狄恍Ｄg(shù)師微微改變光的入射角便會是黑影變化（其實(shí)，這個(gè)魔術(shù)的最早發(fā)明者應(yīng)該是漢唐時(shí)代的中國人，據(jù)說魔術(shù)師的創(chuàng)作靈感就來源于一個(gè)有特殊現(xiàn)象的“古代魔鏡 ”， 而這 “古代魔鏡 ”正是在中國出土的一個(gè)漢唐時(shí)代的文物）典例 4 蛋中看雞雛

8、光的傳播你可以利用影子的特性，向你的同伴表演一個(gè)有趣的玩意兒。拿一張浸 過油的紙，把它粘在一張硬紙板中間的方孔上，就裝配成一個(gè)油紙幕。幕的 后面放兩盞燈；請你的觀眾在幕的前面觀看?，F(xiàn)在，把一盞燈點(diǎn)起，譬如把 左面的一盞燈點(diǎn)起。在點(diǎn)起了的燈跟紙幕之間，加進(jìn)一個(gè)橢圓形的硬紙片，于是幕上就現(xiàn)出 了一個(gè)雞蛋的影像（這時(shí)右面一盞燈還沒有點(diǎn)燃）。現(xiàn)在你可以向你的觀眾說， 就要開動(dòng)X射線透視機(jī)了，就可以透視到雞蛋的內(nèi)部 看到雞雛了！果然, 一下子你的觀眾就會看到那雞蛋邊上仿佛比較明亮，中心部分卻暗了下去， 清楚地看到了一只雞雛的影像（如圖）。其實(shí)這出魔術(shù)沒有多大奧妙，說穿了很簡單：在你右面那盞燈的前面, 放

9、著一個(gè)雞雛形的硬紙片。把這盞燈點(diǎn)亮以后，幕上那橢圓形的影子上， 又有右面的燈射來的一個(gè) 雞雛”的影子，而雞雛影子四周受到 右面燈光的照射，因此， 雞蛋”的邊上要比它的中央部分明 亮。你的觀眾呢，他們是坐在幕的前面的，并沒有看到你 的動(dòng)作。原理簡介魔術(shù)中的箱子魔術(shù)表演中常利用箱子，將物體或人放入變沒又變回，箱子自然不是普通的 箱子，許多情況下是在箱子中裝了一個(gè)雙面鏡， 如圖2所示。鏡子按對角線安裝， 將箱子分成兩個(gè)對稱的空間，箱子的頂和底都設(shè)制了可以打開的蓋。 由于鏡子所 成像與原物的對稱性，箱內(nèi)部的棱角在鏡中的像與鏡子另一邊的棱角完全吻合， 放在鏡子背面的東西是看不到的， 從鏡子的另一面看好像

10、是空箱。鏡子也可以只 安裝箱子的一半，柔巧的助手進(jìn)入后鉆入鏡后便不見了，再從鏡后鉆出便會重視。圖2分身術(shù) 在卓別林的電影5大馬戲團(tuán)6中，卓別林逃到一個(gè)許多鏡子的大 廳里，幾面鏡子按一定角度安置，折射出無數(shù)個(gè)卓別林來。用7大家簡單地用兩面互成銳角的鏡子就可發(fā)現(xiàn)這個(gè)道理。鏡中的像可再次成 像，兩鏡交角處的3600空間好像被分隔成對稱的小空間，每一空間里都有一個(gè) 物體的像，所以在兩鏡間可成像 360/a 1個(gè)像，A為兩鏡的夾角度數(shù)，這些像 和原物都分布在一個(gè)圓周上，如圖7所示，如果你置身于用六面鏡子組圖8成一 個(gè)封閉的六邊形內(nèi)如圖8,鏡子經(jīng)多次反射便幻化出無數(shù)個(gè)相同的六角形空間， 每一個(gè)空間里都有一

11、個(gè)與你同步活動(dòng)的你。玩具“萬花筒”是利用三面鏡子構(gòu)成 等邊三角形，在筒內(nèi)放些碎彩色玻璃，從一端望去，就能看到許多對稱的圖案， 稍一轉(zhuǎn)動(dòng)，便可得到不同的圖案，“萬花筒”的名稱絕不是虛夸。(3)魔術(shù)與熱學(xué)典例1火燒手絹魔術(shù)師用打火機(jī)點(diǎn)燃一塊手帕，待火熄滅后，手帕安然無恙。原理：汽化吸熱。表演前手帕已預(yù)先處理好，被水浸濕并蘸有酒精，事實(shí)上 被點(diǎn)燃的是酒精，其燃燒產(chǎn)生的大量熱被水汽化吸收， 使溫度達(dá)到著火點(diǎn)，因此 手帕安然無恙。典例2點(diǎn)燃的棉布魔術(shù)師在商場中隨機(jī)找到一個(gè)正在買衣服的女士，在與其交談過程中突然將點(diǎn)燃的香煙插向新買的衣服，該女士大吃一驚，之后她又不得不被衣服安然無恙而在吃一驚。原理： 其實(shí)

12、魔術(shù)師在用香煙接觸衣服時(shí)，有一個(gè)硬幣靠在點(diǎn)燃處，金屬的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)比棉布強(qiáng)，吸收大量熱使棉布的溫度低于著火點(diǎn)，因此不會點(diǎn)燃。典例 3 油鍋取物表演者向鍋中加入一些油狀物，待加熱翻滾時(shí)，表演者雙手伸入油中，卻安然無恙原理：在油中摻有醋，由于醋的密度大于油的密度，醋沉在底下，油浮在上面。醋的沸點(diǎn)較低（一般來講，醋是混合物無明確沸點(diǎn)），先沸騰是醋，因而不會燙手。原理歸納：以上小魔術(shù)用到了汽化吸熱，熱的傳導(dǎo)性以及沸點(diǎn)的知識，汽化吸熱和熱的傳導(dǎo)性將較集中的熱量擴(kuò)散或傳導(dǎo)，產(chǎn)生與人感覺不符的現(xiàn)象?？傊?，這些魔術(shù)就是用了一些假象來欺騙你，可假象的背后卻蘊(yùn)含著真理！大氣力學(xué)與魔術(shù)典例1，戳不破的氣球原理：先把充足

13、氣的氣球稍放一點(diǎn)氣，再在氣球某處粘上透明膠帶，扎氣球的針從占有膠帶的地方扎入氣球，膠帶能使傷口不再擴(kuò)大，氣體十分緩慢地泄漏，因此氣球不會爆炸。典例2，有孔紙片托水凡是有孔的東西，都是會漏水的，可是一張滿紙小孔的薄紙片，可以托起2斤重的水，并且不漏下來。原理： 1）薄紙片能托起瓶中的水，是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)作用于紙片上，產(chǎn)生向上托力。2）小孔不會漏水是因?yàn)樗砻嬗袕埩?，在紙表面形成水的薄膜，使水不會漏出來，雨傘就是用的這個(gè)道理。典例 3 空碗變魚大氣壓強(qiáng)取手巾展示給觀眾看無異常，平鋪在桌面上。將一個(gè)碗口朝下托著給觀眾看后，倒扣桌面上。用手巾蓋住碗，將碗翻過來故意擺弄一番，揭去手巾時(shí)碗中出現(xiàn)了水和魚。原

14、因是碗中原來就有水和魚，只是用一塊比碗口小點(diǎn)的膠皮遮住，由于大氣壓的作用在碗倒放時(shí)，水不流出顯示碗里無物。碗翻過來揭去手巾時(shí)，同時(shí)揭去膠皮，就有了水和魚。典例 5 彩球飛舞，二龍戲珠流速與壓強(qiáng)的關(guān)系材料準(zhǔn)備：1、鐵桶一只，可樂瓶兩個(gè)，尖嘴玻璃管三支，雙孔橡皮塞兩個(gè)，氣門芯兩條，橡皮管若干條、沙子，打氣筒兩個(gè)。2、尖嘴玻璃管若干，鐵架臺若干，高壓水龍頭、沙子。表演時(shí)， 將一根細(xì)管按如圖方式安裝在瓶塞上，瓶內(nèi)裝上水。用橡皮管把打氣筒與瓶相連，不斷向瓶內(nèi)充氣，瓶內(nèi)水就會噴出。再把乒乓球放在水柱上，試驗(yàn)幾次就成功了。也可安裝兩根豎管龍戲珠的有趣現(xiàn)象。電磁學(xué)與魔術(shù)典例1紙人跳躍-摩擦起電手持一張白紙，當(dāng)

15、眾剪成許多小紙人，放在桌上，又取來一小塊玻璃板 放在小紙人上面，再把這塊小玻璃板用兩本書架好，使玻璃板與小紙人之間 有一定空隙，又拿出一塊手帕反復(fù)交待，證明手帕是沒有秘密的，用這塊手 帕在玻璃板上用力擦了幾下，只見玻璃板下面的小紙人卻上下跳躍起來解釋：用手帕在玻璃板上用力摩擦就能生電，所以玻璃板就能把小紙 人吸上來，大家都可以試試看，看看紙人能不能跳躍？當(dāng)然不一定就只剪成 紙人，剪成別的動(dòng)物也可以 摩擦起電有關(guān)的小魔術(shù)在干燥的天氣里，在干燥的手上戴一副線手套，兩手相對乒乓球摩擦，然后就可以做幾個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。典例2鉆袖筒拿著摩擦過半分鐘的乒乓球，松手使球自由下落。你將會看到球沒有豎直下 落，而是

16、走了一條弧線，甚至還能鉆到你的袖筒里去呢。球跟手走把經(jīng)過雙手摩擦的乒乓球放在光滑的桌面上，用手靠近它，瞧！乒乓球向著 手的方向滾過來了。手若移動(dòng)，它也會跟著移動(dòng)。典例3火柴直立拿摩擦過的乒乓球去接觸桌面上的一根火柴棍，慢慢提起，火柴棍就隨著抬 起了頭，甚至還能直立起來呢。典例4氣功提碗磁力演示者手拿一個(gè)白色塑料碗，向觀眾交待清楚碗內(nèi)外，無任何夾帶和異 ?，F(xiàn)象。將塑料碗內(nèi)注入半碗水，放在桌上。演示者取來一根黑色魔棒，用右手 握著魔棒的中部，將魔棒一端插入帶水的塑料碗里，使魔棒的端頭與碗底接 觸，然后拉開架勢運(yùn)上 氣功”，運(yùn)氣運(yùn)到一定程度，向上提魔棒，魔棒雖然 提起來了，但碗仍然停放在桌面上。此時(shí)

17、演示者向觀眾說：氣沒運(yùn)足，碗是提不起來的?！睜柡?，演示者再按上述方法運(yùn)用 氣功”提碗，魔棒與碗一起被提起而離開桌面。所謂氣功提碗是假，而靠磁鋼的吸力提碗是真。原來在塑料碗底上粘有 一塊硅鋼片，而魔棒一端鑲有一塊具有強(qiáng)磁力的釹鐵硼磁鋼，當(dāng)該磁鋼與硅 鋼片接觸時(shí)，將硅鋼片磁化而被吸?。划?dāng)表演者向上提魔棒時(shí)，就會連同盛 有水的塑料碗一同提起來了。為了增加演出效果，第一次提碗時(shí)，用魔棒沒 有磁鋼的一端接觸碗底，這當(dāng)然不能將碗提起來，然后再將棒巧妙地掉頭， 即可吸住硅鋼片。如果你有興趣演示，只要制作一份簡單的道具，練習(xí)幾次 就可以上演了。六 研究收獲從這些魔術(shù)中我們輕松愉快地學(xué)到了很多物理知識，如視覺暫留、光的反射，熱學(xué)知識魔術(shù)看似復(fù)雜，深不可測，然而其本質(zhì)卻是簡單的。如果你發(fā)現(xiàn)不了其中蘊(yùn)含的知識，打開奧秘之門，那你就無法撥開它神奇的棉紗。但只要在生活上細(xì)心觀察，認(rèn)真思考，放飛想象的翅膀你也可以表演一個(gè)屬于自己的魔術(shù)。魔術(shù)中有許多精彩的表演,這都是魔術(shù)師們精心設(shè)計(jì)的,運(yùn)用了許多物理知識.但這些知識都是生活中極其細(xì)微的道理,像鋼針穿透玻璃,這些都需要我們在生活中學(xué)習(xí),在實(shí)驗(yàn)中探究, 這樣才會學(xué)到更多知識,了解更多的道理。在收集資料的過程中，大家分工合作，找到了許多以前沒有見識的魔術(shù)。在探討的過程中，不僅增強(qiáng)了我們的