书城童书走进魔术世界:魔术中的科学
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第2章 物理小魔术(2)

做法:表演前,表演者找一只带塞的广口瓶,在塞子上穿一根线,线的末端系一块包装用的泡沫塑料,把泡沫塑料放入瓶中,将广口瓶盛满水,塞上塞子,并将瓶倒转,让塞子朝下,调整线的长度,使泡沫塑料块悬于瓶的中央。表演时,表演者手拿着瓶子,对观众说:“下面大家会看到一个奇怪的现象。”说完,表演者快速向左移动瓶子,观众看到,瓶里的塑料块向左跑得比表演者的手还快,立即碰到瓶壁上。这并不像观众想象的那样:塑料块应具有惯性,当表演者向左移动瓶子的时候,塑料块应向瓶的左壁移动。同样,如果表演者向右移动广口瓶,观众又看到,塑料块会立即向右运动,碰到瓶壁上。

原理:当表演者向左移动瓶子时,瓶子有一个向左的加速度,瓶中的水会紧压在右壁上,泡沫块因密度小,不如水向右压的厉害,所以被水挤向了左边,就像受一个横向向左的力一样,会更快地向左运动,最后撞到左壁上。

会走的火柴

现象:放在水中的火柴棍能自动地在水中行走。

做法:表演前,表演者先找几根火柴棍,把每一根火柴棍从中间劈开,劈开的长度约占整个火柴的1/4,然后在每个劈开的火柴棍中夹进去一小块肥皂。另外表演者再准备一盆清水。表演时,表演者把这些东西放到桌上,并面对观众说:“这是几根火柴和一盆清水,当我把火柴棍放到清水中时,火柴会自动地在水中行驶。”说完,他就把几根火柴放到盒里,观众看到,火柴真的在水中自动地向前行驶起来。

原理:水面上的水分子受下面水分子的作用而产生了表面张力,而肥皂的溶液会减弱分子的表面张力,这样就造成了火柴棍前部水的表面张力大于火柴棍尾部水的表面张力,于是,火柴便被向前拉去,形成了火柴自动向前行走的奇怪现象。

手心的吸引力

现象:手心可以吸住气球。

做法:表演前,表演者取一个新的气球,用气筒打足气后再用细线扎紧进气口。表演时,表演者先告诉观众他能用自己的手心吸引住气球。然后表演者左手握住气球,右手手心向下摊开,并把气球放在右手的手掌之下,再放开左手,气球就掉了下去,不会被手心吸引住。见到这种情况,表演者很生气,但想了一下后,就又用左手握住小气球,并用右手的手掌在气球上轻轻地但快速地摩擦,边摩擦边说:“听话!听话!”说着,等到小气球刚好移动到右手掌心的位置时,表演者停止摩擦,同时放开左手。这时,观众惊奇地看到小气球真的被表演者的右手手心吸引住了,即使表演者来回走动,小气球也不会掉下来。

原理:当表演者第二次拿起气球与手掌作快速摩擦的时候,会在气球的表面和手掌的表面产生正、负两种电荷,由于正负电荷相互吸引,便使气球悬浮在手掌之下了。观众看来,如同人的掌心有吸引力似的。

能踢球的纸人

现象:用锡纸做的小人可以踢用锡纸做的小球。

做法:表演前,表演者先用锡纸捏成一个小人和小球,并用细线拴住锡纸小球,留下一段细线备用,再用胶纸把锡纸小人固定在一个旧唱片的边缘上。同时准备一只干燥的玻璃杯、一块羊毛呢和一个铁皮罐头盒。表演时,表演者把这些东西都拿到桌上,首先用羊毛呢使劲地在唱片上摩擦一会儿,再把唱片放在反扣着的玻璃杯上,并在小人前面大约5厘米的地方放上罐头盒。然后表演者拿着拴锡纸小球的细线,把小球悬挂在小人与罐头盒之间。观众会看到,当表演者让小球与小人接触时,小人就会把小球踢向罐头盒,小球回来后,再次被小人踢向罐头盒,如此可以反复多次。

原理:经过羊毛呢摩擦过的唱片上带有电荷,因此与之相连的锡纸小人就会带上同种的电荷,当小球碰到小人时,小球也会带上同种电荷。由于同种电荷互相排斥,小球就立即被小人踢了出去。当小球碰到铁皮罐头盒时,失去电荷,但它在线的拉力作用下,又会回来与小人相碰,同样它又被小人踢了出去。如此可以反复许多次,并且速度很快,直到唱片上的电荷全部跑完为止。

硬币自动入瓶

现象:把硬币用火柴棍架在瓶口上,遇水后,硬币会自动落入瓶中。

做法:表演前,表演者准备一枚硬币、一只瓶口比硬币大些的瓶子、一根火柴和半杯水。表演时,表演者将火柴棍弯折,折处相连不断,放在瓶口上,再把硬币放在火柴棍上,然后端起杯子将水滴在火柴棍的折处。观众看到,火柴遇水后会慢慢伸直,硬币便落入瓶中。

原理:火柴棍是木头做的,而木头是由纤维素所组成的,纤维素是毛细管,它遇水后就会胀满、伸直,所以火柴棍着水之后就会伸直,而瓶口比硬币大,硬币即落入瓶中。

纸蕾开花

现象:将纸做成的花蕾放在水面上时,纸蕾会慢慢地张开。

做法:表演前,表演者取一张纸,剪成一朵花,把花瓣向内折叠并且压平,使之成为一个纸蕾,同时再准备一碗水。表演时,表演者把纸蕾和盛水的碗向观众展示后,把花蕾放在水里,并请观众注意观察。观众就能看到,纸蕾像影片中的慢动作那样,慢慢地张开了。

原理:纸的主要成分是植物纤维,纤维就是极细小的毛细管。纸遇水以后,水沿着纸中的毛细管上升,使纤维胀满,于是原来叠上的花瓣就张开了。

鸡蛋的沉浮

现象:放在水中的鸡蛋会沉到水底,可再向杯子里慢慢加水时,它却会浮在水中。

做法:表演前,表演者找两只烧杯,在一只烧杯里倒半杯自来水,而在另一只烧杯里倒半杯自来水后,再加些食盐,制成饱和的食盐水。然后准备一枚鸡蛋。表演时,表演者把这些东西放到桌上,并把它们向观众展示(观众会认为两只烧杯里放的都是自来水)。然后把鸡蛋放入盛清水的烧杯中,鸡蛋就会沉入水底。接下来表演者端起盛饱和食盐水的烧杯,把食盐水慢慢加在清水里。这时观众看到,鸡蛋既不沉在水底,也不浮上水面,而是浮在水中的某一位置。

原理:饱和食盐水的密度比清水的密度大,因此当把食水加在清水里时,食盐水就会沉到下面,清水就会浮在上面。而鸡蛋的密度比饱和食盐水的密度小,比清水的密度大,因此鸡蛋会浮在食盐水的表面,但沉在清水的下面,即浮在水中的某一位置上。

手帕托水

现象:一条普通的手帕能托住杯子里流下来的水。

做法:表演前,表演者准备一条普通的手帕、一只玻璃杯和一只小烧杯,并在烧杯中倒入半杯水。表演时,表演者先将这些东西向观众展示,然后将手帕放在玻璃杯上,用手把手帕的中间往杯内推,形成一个凹坑,接着把烧杯里的水倒入这个凹坑里。这时观众看到手帕是透水的。当水灌满玻璃杯时,表演者用手帕紧紧地兜住杯口,在手帕上吹一口气,并把玻璃杯倒过来,观众看到没有一丝一毫的水从杯子里漏出来。

原理:手帕变湿后,手帕纤维中的水有很大的表面张力,所以它能阻止杯里的水往外流。

同性相吸异性相斥

现象:相同的物质互相吸引,不同的物质互相排斥。

做法:表演前,表演者把几根火柴棍(不要用蜡杆火柴)剪成几小段,将它们放入一只盛有水的碗中,再点燃一支蜡烛,让几滴蜡烛油滴到这个碗中。然后再准备一根筷子。表演时,表演者把准备好的碗和筷子放到桌上,对观众说:“‘同性相斥,异性相吸’是一种普遍的现象,然而,一会儿大家会看到一种相反的现象:同性相吸,异性相斥。”说完,表演者用筷子搅动碗中的水,使火柴棍和蜡烛油呈现出杂乱分布。不一会儿,观众就发现果然如表演者说的那样,火柴棍和蜡烛油各自相互吸引到一起,并且聚集在一起的火柴棒和聚集在一起的蜡烛油相互离得远远的。

原理:水能浸润火柴棍而不能浸润蜡油,而水的表面张力又力图使水的表面收缩到最小。当两小段火柴棍靠近的时候,它们之间便形成了下凹的液面,而在两个蜡珠相靠近的时候,它们之间便形成了上凸的液面,这种液面下凹或上凸都会增加液体的表面积,这时表面张力就使得火柴棍和蜡珠各自聚在一起,来保持液面的最小面积。而在火柴棍和小蜡珠相接近的时候,它们之间的液面,靠火柴棒的那部分上翘,而靠蜡珠的那部分下弯,表面张力使得两者远离,以减小液面的弯曲程度,保持液面的最小面积。因此就形成了同性相吸、异性相斥的现象。

不沉的缝衣针

现象:把托着缝衣针的白纸放在水面上,纸沉下去了,而缝衣针不沉。

做法:表演前,准备一根缝衣针、一张白色的薄纸和大半杯自来水。表演时,表演者先把这些东西向观众做一个介绍,再将缝衣针放在白纸上,并小心地把这张白纸放入杯中的水面上。一会儿,观众看到白纸浸透了水并慢慢向下沉去,而白纸上的缝衣针却独自漂浮在水面上。为了消除观众对缝衣针的怀疑(认为不是钢制,而是木制的),表演者从杯里拿出缝衣针,走到观众面前,让观众确认缝衣针的真伪。

原理:当增大液体表面积的时候,水面上会增大表面张力来阻止表面积的增大。把缝衣针放在水面上时,水面就会变弯曲,使水的表面积增大,表面张力也增大,支撑着缝衣针,因此缝衣针能浮在水面上。但把白纸放在水面上,水会浸湿白纸,不增大表面张力,所以白纸会沉到水里。

脾气不同的浮体

现象:把木块和硬币放在水面上时,木块总是靠边,而硬币总在水面的中间。

做法:表演前,表演者准备一只碗、一块小木块和一枚硬币。表演时,表演者在碗里盛上一碗水,并在水中放上小木块和硬币。观众发现,木块和硬币有着截然不同的脾气,这并不是指一个浮在水面,另一个沉入水底,而是指两者都浮在水面,其中木块总在边上,硬币却总在中间。

原理:小木块才是真正的浮体,它是靠水的浮力浮在水面上的,因为碗四周的水面要比中间的水面略高一些,所以小木块就会浮向碗壁。而硬币之所以不下沉是由于水的表面张力所起的作用,说它“浮”,倒不如说它压在水面上,由于碗内水面的中间最低,“压”在水膜上的硬币,自然而然就滑到水面中间最低的位置上去了。

吸水的大碗

现象:扣在脸盆中的大碗能把脸盆中的水吸得干干净净。

做法:表演前,表演者准备一个脸盆、一只大碗、一盒火柴和一张纸。表演时,表演者把已经准备好的东西放到桌上,再拿着碗接大半碗清水,并把水放在脸盆里。然后表演者用火柴点燃白纸,丢掉火柴根,并将燃烧的白纸放进空碗。接下来表演者拿起大碗,碗口朝下迅速向脸盆内扣去。只听“呼”的一声,大碗被表演者扣在了脸盆里。这时,表演者手端脸盆让观众看,使观众奇怪的是,盆内的水一点也不见了。

原理:当白纸在碗内燃烧时,碗内的空气几乎被排得干干净净,形成了一个暂时的真空状态,这时将碗扣在脸盆内,大气压力就将盆内的清水压入大碗内,而从外面看来,就像碗在吸水似的。

瓶底吸入火柴棍

现象:把火柴棍从塑料瓶底的小孔塞入,到达一定深度后放手,火柴就会被吸入瓶里。

做法:表演前,表演者找一个小塑料瓶子,在瓶中盛一部分水后,将瓶盖拧紧,再用铁钉小心地在瓶底钻一个孔(孔的大小比火柴棍略粗一些)。由于孔较小,瓶中的水不会流出来。然后表演者再准备几根去药后的火柴棍。表演时,表演者把准备好的小瓶和火柴棍拿到观众面前,向观众展示,然后说:“这个塑料瓶具有魔力,它可以把火柴棍从瓶底的小孔吸进去。”说完,表演者把一根火柴棍从小孔慢慢塞入,到达一定深度后放手,火柴棒像受到吸力那样,被吸进瓶里去了。观众看到,表演者再拿一根火柴棍,这根火柴棍也会被吸入瓶里。

原理:在小塑料瓶里装有水,当火柴棍进入瓶中时,会受到水的浮力作用。由于浸在液体中的物体,所受的浮力等于排开同体积液体的重量,所以火柴棒被塞入得越深,所受的浮力就越大,当浮力大于重力时(塞入火柴的长度到达一定的深度),火柴棍就被吸进瓶里去了。

水中火山

现象:放在水底的小玻璃杯会自动喷射出红色的水,如同火山爆发。

做法:表演前,表演者找一只带软木塞的小玻璃瓶,在塞子上钻两个孔,在一个孔中插入一根细玻璃管,深度几乎碰到瓶底,在另一个孔中插入已拔出橡皮球的滴管,尖口向外,再将一根棉线一端插进滴管中,用蜡把棉线和尖口固定在一起,从而起到了封口的作用,在小瓶内装满热水,并滴进几滴红墨水,然后塞紧软木塞。最后,再找一个烧杯,在烧杯中放入大半杯冷水。表演时,表演者把准备好的小玻璃瓶和盛有大半杯冷水的烧杯放到桌上,将其向观众展示,然后把小玻璃瓶轻轻地放入烧杯中,用手拿着棉线轻轻地一拉,观众立即看到,一股红色的水从小瓶内喷出、扩散,如同火山爆发。

原理:小瓶内的热水比烧杯中冷水的比重小,因此当用棉线拉掉封口的蜡时,红色的热水便源源不断地从滴管口喷出,冷水则不断地从细玻璃管补充进去,形成水中火山的奇景。

杯中出太阳

现象:用手电筒照射保温杯时,杯中会出现太阳。

做法:表演前,表演者取一只干净的保温杯(如杯中有水垢,应先将水垢除去),并将其内壁擦干,同时再准备一把手电筒。表演时,表演者手拿着保温杯对观众说:“我能在杯中变出太阳。”说完,表演者打开手电筒向杯底照去,并将杯口对着观众。这时观众就会看到一个耀眼的太阳悬挂在晶莹透亮的天空上。