魔术表演中的物理知识

范颖

摘 要：神奇的魔术总是令我们叹为观止，让我们禁不住赞叹人类的聪明，羡慕魔术师的能力，殊不知在魔术中包含着许许多多物理知识。本文通过设计小魔术，深入探讨了魔术表演中的物理知识，随着一个个力学、电磁学、光学魔术的设计与揭秘，不仅满足了学生的好奇心，提高了他们的创造力，还在轻松快乐的气氛中不知不觉地巩固了所学的物理知识，为未来的物理学习打下良好的基础。

关键词：魔术探索 揭秘 物理知识

每天忙碌于繁重的高中学习任务之中，高中生的学习生活不免显得有些枯燥和乏味。所以在学习之余，我们可以通过魔术的设计、表演以及揭秘，开阔学生的视野，增强他们的创造力，拓展他们的思维，为他们的高中学习生活增添几分色彩，激发他们学习物理的热情。

魔术探索第一站：神奇的悬浮

电视里经常能看到神奇的魔术大师使物体悬浮在空中，其实我们的小小魔术师通过努力也可以做到这一点。如图1所示，桌面上放的是一个看起来很普通的底盒和一个不规则小棒，表演者拿起小棒，调整好位置，奇迹真的出现了，如图2所示，小棒真的悬浮在空中了。

图1 魔术师变魔术

图2 小棒悬浮起来了

【魔术揭秘】：小棒能悬浮在空中是因为电磁学中的同名磁极相斥原理，磁场力就像一只看不见的手一样可以稳稳地托住小磁棒，使它不掉落下来。上海的磁悬浮列车是这个原理在现实生活中的应用。这个看上去玄妙无比的悬浮小魔术，实际上就是应用了看不见摸不着的磁场。

魔术探索第二站：巨大的力量

准备一张普通的薄纸片、一个杯子、一盆水。慢慢地用水将杯子灌满，如图3所示，在杯子上面盖上事先准备好的纸片，然后慢慢把水杯倒过来。或许学生会问：你不会是想让这一张小纸片托起这满满一杯水不流出来吧？没人相信吧，实际上，我们的实验结果是：如图4所示，纸片竟然真的将水稳稳地托在了杯中，水完全没有流出来。或许你会说这简直是不可能的任务，不可思议，水的质量比纸片的质量大几十倍甚至几百倍，怎么可能托得住呢？难道纸片真的被施了魔法不成？

图3 变魔术过程

图4 纸片托住了水

【魔术揭秘】：纸片之所以能托住水是因为大气压强的作用。这个魔术的原理跟物理教材中著名的马德堡半球实验的原理是一样的。其实并不是纸片托起了水杯中的水，托住水的力量全部来源于大气压强。水杯灌满后盖上纸片倒转过来，水面和纸片之间是真空，而杯外的大气压强很大，纸片受到的大气压力就很大，当外面的大气压力等于杯中的水和纸片的重力的时候，水就流不出来了。

魔术探索第三站：受“惊吓”的灯丝

世上万物都有生命，它们有喜欢和不喜欢的东西，也有害怕和不害怕的东西，灯丝也不例外。如图5所示，只见魔术师拿着一个半圆形的“魔法棒”慢慢地靠近灯泡，如图6所示，本来正常发光的灯泡仿佛真的害怕了，开始慢慢颤抖起来，这是为什么呢？灯泡真的有害怕的东西吗？

图5 “魔法棒”靠近灯泡

图6 灯丝在“颤抖”

【魔术揭秘】：这个所谓的魔法棒其实是一个蹄形磁铁，电流在蹄形磁铁的磁场中受到安培力的作用，这个力的方向与电流方向有关，可以用左手定则来判断。正常发光的灯泡内通的是交流电，电流方向不断改变，所以灯丝受到的安培力的方向也不断改变，灯丝就会不断地颤抖。

魔术探索第四站：隐形的胶水

拿出一个普通的气球，你可以不用任何工具使它稳稳地贴在你朝地的手心上么？直觉上，好像这是常人无法做到的事情，我们的魔术师就可以大显神通了。如图7所示，当她把托在手掌上的气球翻过来朝向地面的那一刻，气球真的没有下落，难道魔术师在这只气球上涂了隐形的胶水？

【魔术揭秘】：其实魔术师手中的气球上并没有涂了隐形的胶水，而是用手反复摩擦气球，使气球和手都带了电，气球和手所带电荷是异种的，异性相吸，气球本身的重力不大，当异种电荷之间的静电力等于气球的重力时，气球就会被稳稳地吸引在掌心中了。其实，生活中也有很多类似的现象，如用摩擦过的梳子还可以把细水流吸引过来呢，回家试试看吧！

图7 被粘住的气球

魔术探索第五站：空箱取物

魔术师拿出一只前方开口的木箱，里面空无一物。当魔术师将顶盖向前翻下时，就可以从木箱中取出物品来。若将物品再放入箱中，再盖上顶盖，从前面看去，箱中又空无一物了。如果是普普通通的箱子，这可是个不可能完成的任务，但是这个箱子并没有想象中那么简单。

【魔术揭秘】：这个魔术的秘密是平面镜成像原理。魔术师在木箱的两个后角处各放了一块平面镜，与箱壁成45°，两平面镜成90°。因为两侧壁成的像刚好与后壁重合，事先可以将物品放入箱中的平面镜后，从前面看去，木箱是空的。将顶盖翻下时挡住前方的开口处，物品就可以从上方取出。没想到吧，平面镜成像原理还可以这样用。

舞台上表演的魔术貌似很神奇，常人无法做到，如果我们能开拓思维，积极探索，就会发现魔术其实很简单，魔术中蕴含的知识就存在于我们的教材当中。只要在生活中细心观察，认真思考，放飞想象的翅膀，你也可以表演一个属于自己的魔术。