几个魔术中的物理现象及原理

徐梓淇

摘要：物理是高中阶段的重要学科，掌握良好的物理知识不仅有助于提高我们的高考成绩，还能提高我们的理性思考能力和动手实践能力。不过物理作为一门自然学科比较抽象，学习起来有难度，尤其到了高中阶段要面临大量的基础公式和概念，常常让人感到力不从心。但是如果能深入挖掘物理知识背后的价值就能感受到物理的魅力，从趣味中体验物理的乐趣。魔术是一种借助自然科学规律，加上巧妙构思与演员表演的综合性艺术，每次观看魔术表演总能让人感受到无穷的惊奇，其实许多魔术都是利用了物理学知识实现的，本文就通过几个简单的小魔术分析其中的物理妙用，希望能为其他同学的物理学习提供理论帮助。

关键词：魔术 物理现 象高中生

一、铁链栓环

铁链栓环是一种简单的小魔术，道具只有两个分别是圆环和细链子，从已知的魔术中我们看到魔术师将拇指和食指张开套住链子并垂下一部分，然后把准备好的圆环套在链子外面上下滑动两下，然后把圆环放下来，按理说圆环应该顺着细链子滑出，但是圆环却被套住了，这是为什么呢？原来这个简单的小魔术与物理学的力学知识相关，魔术的关键在于魔术师拿细链子的姿势，首先当两只手全部张开时，中指必须呈现弯曲状态，然后将指腹贴在拇指的肌肉上套圆环时必须使其在高度上过中指，在掉下来的过程中，圆环的一边碰到中指，受到力的作用，运动状态由运动变为静止，另一边由于惯性继续下落，两环一上一下，重心偏离，在圆环和一条细链子之间的摩擦力作用下，圆环在掉的过程中翻了两个跟头，绕在了链子上。当我们知道真相以后不得不感慨人的无限智慧，仅仅从这樣一个小魔术中就能体现物理知识。

二、扎不破的气球

气球是一种橡胶制品，薄薄的乳胶如果被尖锐物刺激就会发生破裂，一个被吹起来的气球如果被针扎一下一定会‘砰的一声爆炸。有一种魔术叫‘扎不破的气球，魔术师拿出一个完好的气球充气，然后将气球扎紧放置，这时他拿出一枚钢针，让钢针刺穿气球，从观众视角中我们能看到魔术师将钢针刺入气球然后穿透气球，气球受到外力压迫竟然没有发生任何形变。接着魔术师将钢钉从气球中拿出，让有好奇心的观众也来试试，但是观众将钢针刺向气球后，气球碎裂了。这个魔术的原理是，魔术师事先准备质量好一些的气球，向气球充气，注意不要充得过饱，然后在气球相对的两端分别贴上一条二三厘米长的透明胶带。魔术师要用右手拿针，从下往上在贴胶带处插入气球，从另一端贴胶带处穿出，由于胶带的弹力作用能使“伤口”不再扩大，因此气球的气体泄漏缓慢，观众短时间内看不到气球缩小。当魔术师邀请观众把针插入气球时，因为这次不是胶带处插入的，所以气球会炸掉。

三、隐身人

如果说前面两个只是小魔术让人感觉不是很尽兴的话，那么隐形人就是魔术表演中的重头戏，笔者以前通过视频看到过这样一段魔术表演，在一个高高的站台上，有一个美丽的圆口花瓶，花瓶中原本插着各式各样的鲜花，而魔术师用魔术布将花瓶盖住后开始‘施魔法，拿掉魔术布一个鲜活的小女孩的头就出现在花瓶上，这让人百思不得其解，难以参透其中的奥妙。在解释这个魔术原理之前，我们先介绍它的关键道具，即平面镜，它是生活中的常见物品，通过平面镜成像我们能清晰的看到自己的身影，我们通常使用的平面镜多由玻璃构成，但是如果使用镀银很好的光洁平面镜将入射光全部反射，而这种反射人眼是看不清的。我们看见的物体是因为物体表面的漫反射。看室内平面镜中的场景就像透过窗户看隔壁的房间一样.只是所看到的是本室的情景。而这个隐身人的魔术秘密在于高台上的桌子下面并不是空的，那是一个箱子，小女孩的身躯就藏在箱子里，箱子中镶嵌了两面镜子，通过光的反射、折射、映射等物理知识巧妙的构建了一个场景，这种恰到好处的场景让观众在台下几乎无法辨认，观众以为箱子下面是空的，同时桌面下的平面镜反射形成的小屋内墙面和地面图案的像，让人看起来就像是桌面下原来的地面和桌子内侧原来墙面上的图案，这就造成了桌面下方仍然是空的、通透的错觉，桌面下的身体似乎消失了。

四、意念螺丝自转

有一种魔术是由魔术师拿出螺栓和螺母，让观众把螺母拧到螺栓的中间部位，然后魔术师施加超自然力量到螺栓上，明显的你会看到螺栓上的螺母开始旋转起来，然后完全旋开来直到从螺栓上脱落，螺栓和螺母可以交给观众检查。其实操控螺丝自转的不是魔术师，而是电池和磁铁，原来螺栓里面有一个纽扣电池和一个用来振动的电动机。表演者手指上粘贴一小块磁铁，用来作磁控开光。当手指靠近螺栓时就会触发电动机振动，从而使得螺栓高速振动，螺母在振动过程中由于与螺丝的相互作用而旋转起来，因此会向外移动，被“拧”出来。

五、考拉变熊猫

这个魔术展现在一个箱体里，是由考拉玩偶和熊猫玩偶组成的，魔术师按动一个开关，观众从箱体的一个孔往里面看，可看见一个小动物考拉，再按一下开关，小动物变为一只小熊猫了。再按下开关两只小动物又转换了。这种魔术在我国古代也被称为戏法，其实这个魔术的原理与隐身人的原理有异曲同工之妙。箱内有一块与观察方向成45度角的半透半反镜，初始设置使物A与物B经此镜正好互相成镜像关系，即物A经半透半反镜所成的虚像刚好在物B处，物B经半透半反镜所成的虚像刚好在物A处。迎着观看方向观看，只要控制使物A的照明灯点亮，使灯B关断，则只能看到物A的像，关断照明灯A而点亮照明灯B，则可以看到物B而看不到物A。若物A为一个考拉，物B为一个熊猫，则通过切换照明灯就可实现“考拉变熊猫”的趣味演示。

六、结语

综上，我们不难发现物理知识对魔术表演的重要性，魔术是一种大众喜闻乐见的活动，它的趣味性和观赏性吸引了大批粉丝。作为一名高中生，欣赏魔术的同时也要有自己的思辨能力，本着对事物的好奇心探索背后的价值意义，通过魔术表现出的物理现象追踪原理，这样不仅能激发学习物理的兴趣，还能从另一个角度看待物理，总结其中的规律与奥妙，真正做到学以致用，用兴趣激励学习。