魔术中的物理结题报告

1 / 13魔术中的物理结题报告“魔术中的物理原理”研究报告生活总是不乏魔术的身影，我们的生活也因魔术的存在而更精彩：魔术总是穿插物理的原理，我们的魔术也因物理的存在而更奇幻。我们这次研究的课题是“魔术中的物理原理” 。一、 “火烧手帕”“火烧手帕”算是万千魔术中十分简单的一种魔术，也能很直接的反应出一个简单的物理原理。我们在看魔术师在变这个魔术时，我们都会看到魔术师用手帕先向观众展示并无手脚，然后浸在酒精里，接着用打火机点手帕，只见手帕上明明有火焰燃烧，但是手帕却完好无损。通常我们的第一反应会觉得很不符合常识，但如果细细思考并加以研究，就会恍然大悟，这个玄机便在这酒精里，酒精当然是酒精，但酒精并不是纯酒精，里面掺着一定比例的水，手帕浸过后，不但有酒精还有水，当手帕被点燃时，由于水的比热容大，酒精燃烧时产生了热量，但因为水蒸发吸热所以热量都被吸收了，于是便达不到手帕的燃点，手帕自然完好无损。没错，这就是“火烧手帕”中的物理原理。二、 “瓶中跳币” “瓶中跳币”也算是一个简单的魔术，但是其中的物理原理与“火烧手帕”相比却截然不2 / 13同。魔术师变这个魔术时，先拿出一个瓶子交代一遍，是空的，然后他在瓶口上涂了一点油，再 从衣袋里取出一枚五分硬币盖在瓶口上面，将瓶子放到酒精灯上烘热，放回桌上，他自己两手用力搓了一会儿，再放到水上烘了一下，突然两手把瓶子捧住，那瓶口上的硬币好像被什么东西弹了一下似的，竟从瓶口上跳了起来“当”的一声掉在桌子上。这是为什么呢？经过我们的一番研究发现其实这也只是利用了一个很简单的物理原理：.表演时，瓶子烘热了，手也暖了，捧住瓶子时手上的热量能够使瓶中空气的温度升高，而瓶子里的空气受热就会膨胀就向瓶口排挤出来，便把硬币冲得跳起来了，这实际上就是利用了“热胀冷缩”的物理原理。三、 “空箱取物”“空箱取物”相比前面的两个魔术相比也是略有不同， “空箱取物”的物理原理需要用道具来呈现。魔术师拿出一只前方开口的木箱，里面空无一物。当魔术师将顶盖向前翻下时，就可以从木箱中取出物品来。若将物品再放入箱中，再盖上顶盖，从前面看去，箱中又空无一物。如果是普普通通的箱子这可是个不可能完成的魔术，但是这个箱子并没有想象中那么简单。这个魔术的原理是平面镜成像的原理。魔术师通过在木箱的两个后角处各放一块平面镜，与箱壁成 45 度角，两平面镜成 90 度角。因为两侧3 / 13壁成的像刚好与后壁重合，事先可以将物品放入箱中的平面镜后，从前面看去，木箱是空的。将顶盖翻下时挡住前方的开口处，物品就可以从上方取出。没想到吧，平面镜原理其实还可以这样用。通过对“火烧手帕” 、 “瓶中跳币” 、 “空箱取物”的研究，我们发现很多魔术的神奇离不开物理在其背后的支持，更懂得了“生活处处有学问，我们要做有心人” 。关于魔术中的物理知识的研究报告魔术，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爱。目前大多数魔术仍未被解秘，在少部分被揭秘的魔术背后，其实大多是欺骗你眼睛的伎俩。那神秘莫测的魔术背后是否有一些科学的物理道理呢？我们的答案是肯定的。我们研究这一课题的目的，一方面是因为魔术接近我们的生活，有一定趣味性和新颖性，一方面是希望增进大家对魔术的认识，提高大家对魔术的欣赏能力，领悟到神秘事物背后是蕴藏着朴素真理的；最重要的一方面是希望激起大家对物理学习的兴趣，促使大家在生活中运用课堂中学习的物理知识和规律，真正做到学以致用，用以得趣，趣以促学。我们的研究方法，包括分析法，比较法，类比法，综合法，系统法等。具体的研究过程是制定实施课题方案，4 / 13论证可行性并修改方案，之后制定出研究计划。在互联网，图书馆等处搜索各种形式的相关资料小组成员从资料提取有用信息并进行分类整合。听取老师指导，进一步修饰和整理。对研究进行概括总结，完成报告论文和 ppt 幻灯片。我们的研究内容包括以下几点：手比眼快魔术与视觉暂留现象，魔术与光学，魔术与热学，魔术与大气力学，魔术与电磁学手比眼快魔术与视觉暂留现象典例 1 瞬间便没型魔术师将彩纸塞进一个透明圆管，向你展示后，彩纸瞬间变没。原理：其实在彩纸的一端系有一根弹性细线，细线从魔术师的一个袖口穿进系在衣内。魔术师只须微张手臂，细绳产生的弹力在极短时间里可将彩纸拉进袖口典例 2 魔术师向平靠在竖直木板上表演者镖飞刀，但总未失手。原理：魔术师其实并未镖出飞刀，而是将刀藏在衣内。同时木板在极短时间里，木板后的机关在不会伤人的地方插出刀，给人是魔术师在镖刀的假象典例 3 美国枷锁。例如刘谦在春晚上表演的皮筋魔术5 / 13原理：这个魔术在两段表演中都有一个必须做的动作，就是第一下先把两个手指即食指和中指合在一起，然后在表演之前有一个绕的动作， 也就是这一下，已经把皮筋分开了。拇指和食指勾住皮筋，合拢的时候快速用中指挂住皮筋，松开食指，然后又用食指勾住皮筋，这样就出来了。然后放回原位时不断的晃动皮筋，因为已经出来了，又是连贯的晃动动作，不容易被看穿。事实上很多魔术都是使用了这个原理1、飞杯不见表演者端出一只圆磁盘，盘内有一把敞口壶，一只玻璃杯，然后用一块手帕盖在杯口上，演员拿起杯子和手帕，向观众走去，手一抖动杯子不见了。说明：原来机关秘密在手帕中，手帕中有一块圆型铁圈，象杯子口一样大小，其实走向观众的时候，杯子已经没有了。因为铁圈和杯口一样大，所以观众不会注意到2、二牌变五演员拿出一付牌的其中两张，牌背向观众交代后，说明没有夹带，手一晃动，向观众交代五张扑克牌1、2、3、4、5，怎么一下变成五张呢？演员又一晃动，又变成两张扑克牌。说明：原来只有用两张牌，另外三张不同的点子是6 / 13剪下来贴在一个角上，演员一晃动就是换一个方向，调一个头，小魔术靠熟练，调头要自然，这样就能收到良好的效果3、杯底抽帕演员将一只玻璃茶杯向观众交代，并且将水倒入滴水不漏，演员将水倒出擦干，放入一块绸布杯中，杯口封好、左手拿好，立即用右手抽出杯中的绸巾。说明：原来机关在杯子上，在制道具时就将杯子底旁钻了一个小孔，约 1 分硬币大小，倒水时用左手按上，水当然不漏，抽绸巾时就从小孔里抽出来的。理论介绍以上魔术都与视觉暂留现象有密切关系，以下是对视觉暂留现象的简介：当你看到一幅场景时，在之后的不等的时间里你对其他的视觉变化没有任何反应，而魔术师就是在这极短的时间里完成魔术过程，因此你无法分辨魔术与光学典例 1，箱子类魔术大家一定见过魔术表演用的箱子，魔术师可以把空一天的箱子变出人来，也可以向你展示一个人在箱子里，之后用锯子锯开箱子，发现又出来另一个人。 原理：其中一些箱子里有许多平面镜，透镜等光学器械，将箱子下的暗室 的景象反射，折射给你看，也就是说你只看见的是镜7 / 13子不是箱子内部，典例 2，瞬间变没大象大象被牵入一个特定的背景之下，在一股短暂的烟雾过后，大象消失。原理：大象所在特定的背景 A 周围，有许多平面镜。并且在背景 A 的两侧是与背景 A 相同的背景 B。一阵短暂烟雾后，平面镜被拉动，反射出背景 B 的景象，你看到的只是镜子中的影像，你自然看不见大象典例 3 铜镜透视魔术师取出一块铜镜，让观众检查后确定只是一块普通镜子。之后照亮镜子正面，观众会发现镜子背后有黑影在动。原理：这块镜子的镜面微凸，镜子后面有一定的图案，这些图案在相应的地方微凹，这种变化是人眼无法觉察到的。在光照下，由于漫反射这种变化会以明暗的形式展现出来，因为下凹处会暗一些。魔术师微微改变光的入射角便会是黑影变化典例 4 蛋中看鸡雏光的传播你可以利用影子的特性，向你的同伴表演一个有趣的玩意儿。拿一张浸过油的纸，把它粘在一张硬纸板中间的方孔上，就装配成一个油纸幕。幕的后面放两盏灯；请你的观众在幕的前面观看。现在，把一盏灯点起，譬如把8 / 13左面的一盏灯点起。在点起了的灯跟纸幕之间，加进一个椭圆形的硬纸片，于是幕上就现出了一个鸡蛋的影像。现在你可以向你的观众说，就要开动 X 射线透视机了，就可以透视到鸡蛋的内部?看到鸡雏了！果然，一下子你的观众就会看到那鸡蛋边上仿佛比较明亮，中心部分却暗了下去，清楚地看到了一只鸡雏的影像。其实这出魔术没有多大奥妙，说穿了很简单：在你右面那盏灯的前面， 放着一个鸡雏形的硬纸片。把这盏灯点亮以后，幕上那椭圆形的影子上， 又有右面的灯射来的一个“鸡雏”的影子，而鸡雏影子四周受到右面灯光的照射，因此， “鸡蛋”的边上要比它的中央部分明亮。你的观众呢，他们是坐在幕的前面的，并没有看到你的动作。原理简介 魔术中的箱子魔术表演中常利用箱子，将物体或人放入变没又变回，箱子自然不是普通的箱子，许多情况下是在箱子中装了一个双面镜，如图 2 所示。镜子按对角线安装，将箱子分成两个对称的空间，箱子的顶和底都设制了可以打开的9 / 13盖。由于镜子所成像与原物的对称性，箱内部的棱角在镜中的像与镜子另一边的棱角完全吻合，放在镜子背面的东西是看不到的，从镜子的另一面看好像是空箱。镜子也可以只安装箱子的一半，柔巧的助手进入后钻入镜后便不见了，再从镜后钻出便会重视。分身术在卓别林的电影 5 大马戏团 6 中，卓别林逃到一个许多镜子的大厅里，几面镜子按一定角度安置，折射出无数个卓别林来。大家简单地用两面互成锐角的镜子就可发现这个道理。镜中的像可再次成像，两镜交角处的 360空间好像被分隔成对称的小空间，每一空间里都有一个物体的像，所以在两镜间可成像 360/a1 个像，A 为两镜的夹角度数，这些像和原物都分布在一个圆周上，如图 7 所示，如果你置身于用六面镜子组图 8 成一个封闭的六边形内如图 8，镜子经多次反射便幻化出无数个相同的六角形空间，每一个空间里都有一个与你同步活动的你。玩具“万花筒”是利用三面镜子构成等边三角形，在筒内放些碎彩色玻璃，从一端望去，就能看到许多对称的图案，稍一转动，便可得到不同的图案， “万花筒”的名称绝不是虚夸。魔术与热学典例 1 火烧手绢魔术师用打火机点燃一块手帕，待火熄灭后，手帕10 / 13安然无恙。原理：汽化吸热。表演前手帕已预先处理好，被水浸湿并蘸有酒精，事实上被点燃的是酒精，其燃烧产生的大量热被水汽化吸收，使温度达到着火点，因此手帕安然无恙。典例 2 点燃的棉布魔术师在商场中随机找到一个正在买衣服的女士，在与其交谈过程中突然将点燃的香烟插向新买的衣服，该女士大吃一惊，之后她又不得不被衣服安然无恙而在吃一惊。原理：其实魔术师在用香烟接触衣服时，有一个硬币靠在点燃处，金属的导热性远比棉布强，吸收大量热使棉布的温度低于着火点，因此不会点燃。典例 3 油锅取物表演者向锅中加入一些油状物，待加热翻滚时，表演者双手伸入油中，却安然无恙原理：在油中掺有醋，由于醋的密度大于油的密度，醋沉在底下，油浮在上面。醋的沸点较低，先沸腾是醋，因而不会烫手。原理归纳：以上小魔术用到了汽化吸热，热的传导性以及沸点的知识，汽化吸热和热的传导性将较集中的热量扩散或传导，产生与人感觉不符的现象。总之，这些魔11 / 13术就是用了一些假象来欺骗你，可假象的背后却蕴含着真理！大气力学与魔术典例 1，戳不破的气球原理：先把充足气的气球稍放一点气，再在气球某处粘上透明胶带，扎气球的针从占有胶带的地方扎入气球，胶带能使伤口不再扩大，气体十分缓慢地泄漏，因此气球不会爆炸。典例 2，有孔纸片托水凡是有孔的东西，都是会漏水的，可是一张满纸小孔的薄纸片，可以托起 2 斤重的水，并且不漏下来。原理：1）薄纸片能托起瓶中的水，魔术中的物理知识研究报告课题组长：朱静涵课题组成员：黄岚 甘智玲 高敏 王珊珊 指导教师：方银钗一、研究目的/意义平时，我们都很羡慕魔术师们精彩的魔术表演，却不知道魔术的秘密。偶然的机会知道了有好多魔术都是靠物理知识加以应用的结果，于是，我们非常想通过研究性学习了解这二者之间的关联。12 / 13二、研究内容物理知识在魔术表演中的运用以及物理学对魔术发展的影响三、报告内容经过一段时间的研究性学习，我们的研究有了初步的成果，从这些魔术中我们轻松愉快地学到了很多物理知识，如物体重心的位置、热胀冷缩，大气压与烧水的温度魔术看似复杂，深不可测，然而其本质却是简单的，大多都是依靠物理知识完成的。只要在生活上细心观察，认真思考，学好物理知识，任何人都可以表演甚至创造一个属于自己的魔术。魔术中有许多精彩的表演,这都是魔术师们精心设计的,运用了许多物理知识.但这些知识都是物理学中最基础的道理,像钱断筷子, 气球穿不破，会翻跟头的胶囊等，这些都需要我们在生活中学习,在实验中探究,这样才会学到更多知识,更多的了解物理。在收集资料的过程中，大家分工合作，找到了许多以前没有见识的魔术。在探讨的过程中增强了我们的分析能力，更让我们深切体会到魔术的奇妙、世界的无奇不有和物理知识的广泛应用。研究之前看起来深不可测的魔术，经大家思考和查阅资料