幾個魔術中的物理現象及原理

徐梓淇

摘要：物理是高中階段的重要學科，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科比較抽象，學習起來有難度，尤其到了高中階段要面臨大量的基礎公式和概念，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。魔術是一種借助自然科學規律，加上巧妙構思與演員表演的綜合性藝術，每次觀看魔術表演總能讓人感受到無窮的驚奇，其實許多魔術都是利用了物理學知識實現的，本文就通過幾個簡單的小魔術分析其中的物理妙用，希望能為其他同學的物理學習提供理論幫助。

關鍵詞：魔術 物理現 象高中生

一、鐵鏈栓環

鐵鏈栓環是一種簡單的小魔術，道具只有兩個分別是圓環和細鏈子，從已知的魔術中我們看到魔術師將拇指和食指張開套住鏈子并垂下一部分，然后把準備好的圓環套在鏈子外面上下滑動兩下，然后把圓環放下來，按理說圓環應該順著細鏈子滑出，但是圓環卻被套住了，這是為什么呢？原來這個簡單的小魔術與物理學的力學知識相關，魔術的關鍵在于魔術師拿細鏈子的姿勢，首先當兩只手全部張開時，中指必須呈現彎曲狀態，然后將指腹貼在拇指的肌肉上套圓環時必須使其在高度上過中指，在掉下來的過程中，圓環的一邊碰到中指，受到力的作用，運動狀態由運動變為靜止，另一邊由于慣性繼續下落，兩環一上一下，重心偏離，在圓環和一條細鏈子之間的摩擦力作用下，圓環在掉的過程中翻了兩個跟頭，繞在了鏈子上。當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中就能體現物理知識。

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。有一種魔術叫‘扎不破的氣球，魔術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生任何形變。接著魔術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。這個魔術的原理是，魔術師事先準備質量好一些的氣球，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”不再擴大，因此氣球的氣體泄漏緩慢，觀眾短時間內看不到氣球縮小。當魔術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讓人感覺不是很盡興的話，那么隱形人就是魔術表演中的重頭戲，筆者以前通過視頻看到過這樣一段魔術表演，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，而魔術師用魔術布將花瓶蓋住后開始‘施魔法，拿掉魔術布一個鮮活的小女孩的頭就出現在花瓶上，這讓人百思不得其解，難以參透其中的奧妙。在解釋這個魔術原理之前，我們先介紹它的關鍵道具，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。看室內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，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側原來墻面上的圖案，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

有一種魔術是由魔術師拿出螺栓和螺母，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。其實操控螺絲自轉的不是魔術師，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。表演者手指上粘貼一小塊磁鐵，用來作磁控開光。當手指靠近螺栓時就會觸發電動機振動，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起來，因此會向外移動，被“擰”出來。

五、考拉變熊貓

這個魔術展現在一個箱體里，是由考拉玩偶和熊貓玩偶組成的，魔術師按動一個開關，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，小動物變為一只小熊貓了。再按下開關兩只小動物又轉換了。這種魔術在我國古代也被稱為戲法，其實這個魔術的原理與隱身人的原理有異曲同工之妙。箱內有一塊與觀察方向成45度角的半透半反鏡，初始設置使物A與物B經此鏡正好互相成鏡像關系，即物A經半透半反鏡所成的虛像剛好在物B處，物B經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關斷，則只能看到物A的像，關斷照明燈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“考拉變熊貓”的趣味演示。

六、結語

綜上，我們不難發現物理知識對魔術表演的重要性，魔術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，通過魔術表現出的物理現象追蹤原理，這樣不僅能激發學習物理的興趣，還能從另一個角度看待物理，總結其中的規律與奧妙，真正做到學以致用，用興趣激勵學習。