光学黑箱_物理知识

3．光学黑箱

先来看一个小魔术，如图1，取一张卡片，从箱子的开口处放入，再看图2，咦？卡片怎么会没有了呢？会到哪里去了呢？

图1

图2

看看这个箱子的结构（图3），你就能明白了。

图3

原来，它是利用了光的反射原理使我们的眼睛看不见小卡片。想学这个魔术吗？下面，就让我们边玩边学它的制作方法吧！

Tools　材料和工具

●三合板

●不透明的薄板

●四面尺寸相同的镜子

●锤子

●钉子

Process　游戏步骤

（1）用三合板做一个如图所示的箱子。

（2）将四块相同尺寸的平面镜，按图所示装置在上图所示的箱内，使入射光线经四次反射后，仍以原方向射出。

（3）准备一块能插进开口的不透明薄板。

Physics　物理原理

用手电筒的平行光射入黑箱光孔，调整光的方向使光从出光口射出。将薄板插进开口，可以演示光线不是直射出去的，而是由四块平面镜的多次反射后从出光口射出去的。

想一想

在物理学中，光学黑箱问题通常是指已知黑箱外入射光线和出射光线的方向（二者方向不同或有侧向位移），来确定箱内光学元件的性质及组合方式。

如图，单色平行光从左方射入匣内，试画出每个匣子应放何元件才会显出如下结果。

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再来看一个小魔术——珍珠变珠链。

魔术师手托一个盘子，盘里是数十个银白的珍珠，他将这些珠子拿起来给观众看，珠子都是零散的，互不相连。他指指桌上一个盛着半杯水的bō璃杯，把珠子一个一个全部放进去，随后向观众借一块手帕盖到杯子上，他向杯子做了个魔术手势，然后把手帕揭开，伸手从杯中把珠子拿起，奇怪，所有的珠子都穿在了一根绳子上，成为一串珠链。

其实，秘密在那盛了半杯水的bō璃杯上。这个杯子看上去是空的，前后都透明，实际上杯里却藏有东西，在bō璃杯的正中镶有一块双面的小镜子。它既可做遮挡物，又可反光使杯子还原成完整的一个。因此这个杯子装有东西，却好像是空无一物。除此之外还要准备两串一样的珠链，一串保持原样，另一串拆成零散的珠子，放在一个空盘里。表演前把整串的珠子放进杯子一边，另一边空的面对观众（注意，两边和后面都不能有观众）。表演时，首先把珠子一个个放进杯子的前半边，接着把手帕盖上，再把手帕整理一下，乘机把杯子转个个，把珠链一边转到前面来，揭开手帕，珠链即“连成”了一串。用装有镜子的杯子变魔术不只可变这一个，还可以表演“空杯来物”、“空水变鱼”、“扑克牌变点”、“饼干变糖果”。这个小魔术就是运用了镜子对光的反射作用。