神奇的“变脸”魔术——关于光的折射现象的一个趣味小实验

翟 爽 侯 恕

（东北师范大学物理学院，吉林 长春 130024）

趣味演示实验可以激起学生的好奇心及求知欲，引发思考，让学生在生动的情境中培养观察能力、思维能力和解决实际问题的能力.物理课堂中“见证奇迹的时刻”后，师生共同在“揭秘”中学习物理知识，往往会达到意想不到的教学效果.

笔者针对光的折射知识，设计了一个现象惊奇的魔术“变脸”，实验材料易取，操作简单，现象明显，课堂之上反响热烈，学生兴趣极高，达到了很好的教学效果.特此分享实验设计思路，希望能够为广大物理教师提供灵感，为物理趣味实验设计添砖加瓦.

图1

实验器材：马克笔，塑料密封拉带，白纸板，直尺，水槽；

制作过程：设计几对不同的简易卡通笑脸图片，一个画在塑料密封拉带上（如图1①），一个画在白纸板上（如图1②），塑料拉带上的图片略小、笔画略细，以保证当把白纸板装入塑料拉带，两个图片重合后，远距离观看时只能看出卡片上图片的轮廓（如图1③），水槽中装入清水.

表演魔术：将准备好的密封图片缓慢地竖直插入水中，学生即可看到奇妙的“变脸”现象（如图1④，为避免后排学生在图片插入水中以后即看不到，建议用摄像头通过屏幕直播，或拍好视频后在课堂上播放）

图2

魔术揭秘：魔术巧妙运用了光的折射的相关知识，下面结合光路图对此魔术进行揭秘.如图2所示，长方框代表塑料外壳，中间的分隔线代表纸板.当把它缓慢插入水中时，纸板和塑料外壳上的图案反射的太阳光经过水与空气的界面时都发生了折射，且由于入射角大小不同，折射后的光线被分开.当人眼在上端俯视时，只有来自外壳图案反射的光进入了人眼，因此就有了我们所看到的奇妙现象了.

魔术成功诀窍：魔术成功的关键有以下几点，清楚地把握其中的诀窍有助于对魔术原理的深化理解.（1）用不透明白纸板把面向学生一侧的水槽遮住，防止学生正视，魔术失败；（2）水不装满水槽，充分保证俯视角度；（3）保证卡竖直插入水中，避免图片倾斜；（4）保证密封不进水.若进水，两图片紧密贴合，则不能产生奇妙现象.