關(guān)于魔術(shù)中的物理知識的研究報告

1、關(guān)于魔術(shù)中的物理知識的研究報告關(guān)于魔術(shù)中的物理知識的研究報告revised final draft november 26, 2020 關(guān)于魔術(shù)中的物理知識的研究報告 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，一方面是因為魔術(shù)接近我們的生活，有一定趣味性和新穎性，一方面是希望增進大家對魔術(shù)的認識，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習

2、的興趣，促使大家在生活中運用課堂中學習的物理知識和規(guī)律，真正做到學以致用，用以得趣，趣以促學。我們的研究方法，包括分析法，比較法，類比法，綜合法，系統(tǒng)法等。（1）具體的研究過程（1）是制定實施課題方案，論證可行性并修改方案，之后制定出研究計劃。（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行分類整合。（3）聽取老師指導，進一步修飾和整理。（4）對研究進行概括總結(jié)，完成報告論文和ppt幻燈片。我們的研究內(nèi)容包括以下幾點：手比眼快魔術(shù)與視覺暫留現(xiàn)象，魔術(shù)與光學，魔術(shù)與熱學，魔術(shù)與大氣力學，魔術(shù)與電磁學手比眼快魔術(shù)與視覺暫留現(xiàn)象典例1?瞬間便沒型魔術(shù)師將彩紙塞進一個透

3、明圓管，向你展示后，彩紙瞬間變沒。原理：其實在彩紙的一端系有一根彈性細線，細線從魔術(shù)師的一個袖口穿進系在衣內(nèi)。魔術(shù)師只須微張手臂，細繩產(chǎn)生的彈力在極短時間里可將彩紙拉進袖口典例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)師其實并未鏢出飛刀，而是將刀藏在衣內(nèi)。同時木板在極短時間里，木板后的機關(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：這個魔術(shù)在兩段表演中都有一個必須做的動作，就是第一下先把兩個手指即食指和中指合在一起，然后在表演之前有一個繞的動作，也就是這一下，已經(jīng)把皮筋分開了。拇指和食指勾住皮筋，合攏的時候快速用中指掛

4、住皮筋，松開食指，然后又用食指勾住皮筋，這樣就出來了。然后放回原位時不斷的晃動皮筋，因為已經(jīng)出來了，又是連貫的晃動動作，不容易被看穿。事實上很多魔術(shù)都是使用了這個原理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，手一抖動杯子不見了。 說明：原來機關(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，其實走向觀眾的時候，杯子已經(jīng)沒有了。因為鐵圈和杯口一樣大，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，向觀眾交代五張撲克牌1、2、3、4、5，怎么一下變成五張呢？演員

5、又一晃動，又變成兩張撲克牌。說明：原來只有用兩張牌，另外三張不同的點子是剪下來貼在一個角上，演員一晃動就是換一個方向，調(diào)一個頭，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：原來機關(guān)在杯子上，在制道具時就將杯子底旁鉆了一個小孔，約1分硬幣大小，倒水時用左手按上，水當然不漏，抽綢巾時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：當你看到一幅場景時，在之后的0.10.4s不等的時間里你對其他的視覺變化

6、沒有任何反應，而魔術(shù)師就是在這極短的時間里完成魔術(shù)過程，因此你無法分辨（2）魔術(shù)與光學典例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人在箱子里，之后用鋸子鋸開箱子，發(fā)現(xiàn)又出來另一個人。原理：其中一些箱子里有許多平面鏡，透鏡等光學器械，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b。一陣短暫煙霧后，平面鏡被拉動，反射出背景b的景象，你

7、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。 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，因為下凹處會暗一些。魔術(shù)師微微改變光的入射角便會是黑影變化（其實，這個魔術(shù)的最早發(fā)明者應該是漢唐時代的中國人，據(jù)說魔術(shù)師的創(chuàng)作靈感就來源于一個有特殊現(xiàn)象的“古代魔鏡”，而這“古代魔鏡”正是在中國出土的一個漢唐時代的文物） 典例4蛋中看雞雛光的傳播你可以利用影子的特性，向你的同伴表演一個

8、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，就裝配成一個油紙幕。幕的后面放兩盞燈；請你的觀眾在幕的前面觀看。現(xiàn)在，把一盞燈點起，譬如把左面的一盞燈點起。在點起了的燈跟紙幕之間，加進一個橢圓形的硬紙片，于是幕上就現(xiàn)出了一個雞蛋的影像（這時右面一盞燈還沒有點燃）?，F(xiàn)在你可以向你的觀眾說，就要開動x射線透視機了，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，放著一個雞雛形的硬紙片。把這盞燈點亮以后，幕上那橢圓形的影子上，又有

9、右面的燈射來的一個“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雙面鏡，如圖2所示。鏡子按對角線安裝，將箱子分成兩個對稱的空間，箱子的頂和底都設制了可以打開的蓋。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是空箱。鏡子也可以只安裝箱子的一半，柔巧的助手進入后鉆入鏡后便不見了，再從鏡后鉆出便會重

10、視。分身術(shù)在卓別林的電影5大馬戲團6中，卓別林逃到一個許多鏡子的大廳里，幾面鏡子按一定角度安置，折射出無數(shù)個卓別林來。大家簡單地用兩面互成銳角的鏡子就可發(fā)現(xiàn)這個道理。鏡中的像可再次成像，兩鏡交角處的360空間好像被分隔成對稱的小空間，每一空間里都有一個物體的像，所以在兩鏡間可成像360/a1個像，a為兩鏡的夾角度數(shù)，這些像和原物都分布在一個圓周上，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)個相同的六角形空間，每一個空間里都有一個與你同步活動的你。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

11、案，稍一轉(zhuǎn)動，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 典例1火燒手絹 魔術(shù)師用打火機點燃一塊手帕，待火熄滅后，手帕安然無恙。原理：汽化吸熱。表演前手帕已預先處理好，被水浸濕并蘸有酒精，事實上被點燃的是酒精，其燃燒產(chǎn)生的大量熱被水汽化吸收，使溫度達到著火點，因此手帕安然無恙。典例2點燃的棉布魔術(shù)師在商場中隨機找到一個正在買衣服的女士，在與其交談過程中突然將點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：其實魔術(shù)師在用香煙接觸衣服時，有一個硬幣靠在點燃處，金屬的導熱性遠比棉布強，吸收大量熱使棉布的溫度低于著火點，因此不會點燃。典例3

12、油鍋取物表演者向鍋中加入一些油狀物，待加熱翻滾時，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。醋的沸點較低（一般來講，醋是混合物無明確沸點），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，熱的傳導性以及沸點的知識，汽化吸熱和熱的傳導性將較集中的熱量擴散或傳導，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，可假象的背后卻蘊含著真理！大氣力學與魔術(shù)典例1，戳不破的氣球原理：先把充足氣的氣球稍放一點氣，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大，氣體十分緩慢地泄漏，因此氣

13、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，是因為大氣壓強作用于紙片上，產(chǎn)生向上托力。2）小孔不會漏水是因為水表面有張力，在紙表面形成水的 薄膜，使水不會漏出來，雨傘就是 用的這個道理。典例3?空碗變魚大氣壓強取手巾展示給觀眾看無異常，平鋪在桌面上。將一個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，揭去手巾時碗中出現(xiàn)了水和魚。原因是碗中原來就有水和魚，只是用一塊比碗口小點的膠皮遮住，由于大氣壓的作用在碗倒放時，水不流出顯示碗里無物。碗翻過來揭去手巾時，同時

14、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的關(guān)系材料準備：1、鐵桶一只，可樂瓶兩個，尖嘴玻璃管三支，雙孔橡皮塞兩個，氣門芯兩條，橡皮管若干條、沙子，打氣筒兩個。2、尖嘴玻璃管若干，鐵架臺若干，高壓水龍頭、沙子。表演時，將一根細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，試驗幾次就成功了。也可安裝兩根豎管噴水，呈現(xiàn)二龍戲珠的有趣現(xiàn)象。電磁學與魔術(shù)典例1紙人跳躍摩擦起電手持一張白紙，當眾剪成許多小紙人，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

15、拿出一塊手帕反復交待，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然不一定就只剪成紙人，剪成別的動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，然后就可以做幾個有趣的實驗。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

16、，它也會跟著移動。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，然后拉開架勢運上“氣功”，運氣運到一定程度，向上提魔棒，魔棒雖然提起來了，但碗仍然停放在桌面上。此時演示者向觀眾說：“氣沒運足，碗是提不起來的?！睜柡?，演示者再按上述方法運用“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

17、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磁力的釹鐵硼磁鋼，當該磁鋼與硅鋼片接觸時，將硅鋼片磁化而被吸??；當表演者向上提魔棒時，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，用魔棒沒有磁鋼的一端接觸碗底，這當然不能將碗提起來，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到了很多物理知識，如視覺暫留、光的反射，熱學知識魔術(shù)看似復雜，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。但只要在生活上細心觀察，認真思考，放飛想象的翅膀你也可以表演一個屬于自己的魔術(shù)。魔術(shù)中有許多精彩的表演,這都是魔術(shù)師們精心設計的,運用了許多物理知識.但這些知識都是生活中極其細微的道理,像鋼針穿透玻璃,這些都需要我們在生活中學習,在實驗中探究,這樣才會學到更多知識,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，不僅增強了我們的分析能力，還讓我們深切