2013年1月13日

科學玩具-光學-錢會變小的神奇儲蓄筒


之前承蒙科學論壇的張一州老師(高雄市新上國小)關照,受贈一個魔術道具,但也是跟光有關的科學玩具。這個號稱錢會變小的奇妙儲蓄筒,並不是面額會變小,而是整個硬幣的形體縮小了,就好像哆啦A夢的縮小手電筒一樣。
外觀仍是一個黑盒子,其中有一個銀色的神秘通道,增添些許神秘感

在學校自然領域作教具分享時,在同事的慫恿下,我把黑盒子前面的透明面板拆下來,和大家一探究竟。這個盒子和科學玩具-光學-硬幣消失貯金箱的原理相同,主要是利用平面鏡的對稱正立虛像來玩的小把戲,只不過這個儲蓄筒在底部還加了一面透鏡,如虎添翼嗎?畫蛇添足嗎?繼續看就知道!
如同哆啦A夢的縮小通道一樣,閃亮亮的漏斗
暗示著錢放進去,掉出來之後就會縮小

盒中有兩面呈90度垂直擺放的平面鏡,在其交會的直角端上有一個銀色的神秘漏斗。理論上,碩大的硬幣絕對通不過口徑狹小的漏斗,這是型態不變的固體,又不是可以洞口可以彎曲的紙張遊戲,洞是絕對不會變大的。既然直接穿透是行不通的,那就只好採用迂迴前進的方法了。
投進去的錢會掉到漏斗下方的小立方空間內
常聽到老一輩的人說辛苦錢難賺呀,怎麼眼睜睜地就看見錢幣就這樣縮小了呢?

為了達到目的,就有請面鏡的另一個遠房親戚-透鏡出場了。投進去的硬幣進入縫隙中,是滑到面鏡的後方空間,掉到底部的硬幣,在透鏡的幫助之下,形成一個縮小的影像,看起來就好像真的變小一樣,但其實我們所能看到的只是虛像而已。看到這裡,學過光學的你應該要略知一二了吧?考考你,要使用哪一種透鏡才能達到縮小影像的目的呢?凸透鏡和凹透鏡好像都可以耶!關鍵在於「正立」或是「倒立」!
儲蓄筒上方當然少不了把錢投進去的開口,而且開口方向是設計在對角線上
家裡的紅色塑膠小豬也是開在上端,方向就不講究了
以這樣的方式投下去,才有硬幣鏗鏘的聲音回饋來滿足自己

可由於面鏡本身不會發光,只是反射左右兩面簡單的圖案,使其對稱而已。所以這個玩具的賣點是加了凹透鏡才有縮小的附加功能,從哪裡證明它是凹透鏡呢?看看底下兩張照片吧!
從左邊這一張來看,盒子是正立的,硬幣的縮小影像也在中間
所以左邊?右邊?傻傻分不清楚
而在右邊這張中,把盒子右傾
硬幣會滾到右方,影像也同樣在右方,夠簡單的證明方法吧

投進去的錢最終還是要拿出來的,玩具版的銀行會原封不動地物歸原主
要是真實版的,錢,可能真的會縮小

硬幣當然不可能在盒中無限累積,在盒子的背後,有一個開口讓人取出深陷其中的硬幣,可惜的是,它不能塞入紙幣。像這一類的縮小版儲蓄玩具中所利用的光學把戲,都是國中都學過的課程,知識不能只是知識,知識學了之後是要能應用在生活中,才能發揮它的價值。

有很多家長和朋友一聽到我是教理化的,都會來上這麼一句:「我以前最不好的科目就是理化。」其實我比較想告訴他們的是:「我以前最好的科目就是理化。除了自己的興趣以外,老師的引導、身教真的很重要。發自內心喜歡這門科目的老師,就不會只是在教書而已,而是樂在其中,樂於分享。」

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