魔術(shù)表演中的物理知識

范穎

摘 要：神奇的魔術(shù)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(shù)師的能力，殊不知在魔術(shù)中包含著許許多多物理知識。本文通過設(shè)計(jì)小魔術(shù)，深入探討了魔術(shù)表演中的物理知識，隨著一個個力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)魔術(shù)的設(shè)計(jì)與揭秘，不僅滿足了學(xué)生的好奇心，提高了他們的創(chuàng)造力，還在輕松快樂的氣氛中不知不覺地鞏固了所學(xué)的物理知識，為未來的物理學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：魔術(shù)探索 揭秘 物理知識

每天忙碌于繁重的高中學(xué)習(xí)任務(wù)之中，高中生的學(xué)習(xí)生活不免顯得有些枯燥和乏味。所以在學(xué)習(xí)之余，我們可以通過魔術(shù)的設(shè)計(jì)、表演以及揭秘，開闊學(xué)生的視野，增強(qiáng)他們的創(chuàng)造力，拓展他們的思維，為他們的高中學(xué)習(xí)生活增添幾分色彩，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的熱情。

魔術(shù)探索第一站：神奇的懸浮

電視里經(jīng)常能看到神奇的魔術(shù)大師使物體懸浮在空中，其實(shí)我們的小小魔術(shù)師通過努力也可以做到這一點(diǎn)。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(guī)則小棒，表演者拿起小棒，調(diào)整好位置，奇跡真的出現(xiàn)了，如圖2所示，小棒真的懸浮在空中了。

圖1 魔術(shù)師變魔術(shù)

圖2 小棒懸浮起來了

【魔術(shù)揭秘】：小棒能懸浮在空中是因?yàn)殡姶艑W(xué)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(wěn)穩(wěn)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(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。這個看上去玄妙無比的懸浮小魔術(shù)，實(shí)際上就是應(yīng)用了看不見摸不著的磁場。

魔術(shù)探索第二站：巨大的力量

準(zhǔn)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(zhǔn)備好的紙片，然后慢慢把水杯倒過來?；蛟S學(xué)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(shí)際上，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：如圖4所示，紙片竟然真的將水穩(wěn)穩(wěn)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(wù)，不可思議，水的質(zhì)量比紙片的質(zhì)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(shù)過程

圖4 紙片托住了水

【魔術(shù)揭秘】：紙片之所以能托住水是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)的作用。這個魔術(shù)的原理跟物理教材中著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)的原理是一樣的。其實(shí)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(qiáng)。水杯灌滿后蓋上紙片倒轉(zhuǎn)過來，水面和紙片之間是真空，而杯外的大氣壓強(qiáng)很大，紙片受到的大氣壓力就很大，當(dāng)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(shù)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(shù)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(fā)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(shù)揭秘】：這個所謂的魔法棒其實(shí)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(guān)，可以用左手定則來判斷。正常發(fā)光的燈泡內(nèi)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(shù)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(wěn)穩(wěn)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(shù)師就可以大顯神通了。如圖7所示，當(dāng)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(shù)師在這只氣球上涂了隱形的膠水？

【魔術(shù)揭秘】：其實(shí)魔術(shù)師手中的氣球上并沒有涂了隱形的膠水，而是用手反復(fù)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(dāng)異種電荷之間的靜電力等于氣球的重力時，氣球就會被穩(wěn)穩(wěn)地吸引在掌心中了。其實(shí)，生活中也有很多類似的現(xiàn)象，如用摩擦過的梳子還可以把細(xì)水流吸引過來呢，回家試試看吧！

圖7 被粘住的氣球

魔術(shù)探索第五站：空箱取物

魔術(shù)師拿出一只前方開口的木箱，里面空無一物。當(dāng)魔術(shù)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(wù)，但是這個箱子并沒有想象中那么簡單。

【魔術(shù)揭秘】：這個魔術(shù)的秘密是平面鏡成像原理。魔術(shù)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?yàn)閮蓚?cè)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(shù)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(fā)現(xiàn)魔術(shù)其實(shí)很簡單，魔術(shù)中蘊(yùn)含的知識就存在于我們的教材當(dāng)中。只要在生活中細(xì)心觀察，認(rèn)真思考，放飛想象的翅膀，你也可以表演一個屬于自己的魔術(shù)。