「在米妮家體驗科學!? 夢幻樂園裡的『Volumatrix』物理裝置
我是科學訓練師 桑子研。每一天都是場實驗!
東京迪士尼,一個充滿夢想與魔法的國度,讓每個人都歡樂無比。但你知道嗎?這個地方其實隱藏了許多「科學的小種子」。那些看似魔法的現象,只要用科學的眼睛仔細觀察,就會發現背後超乎想像的巧妙設計。
這次,我們要一起前往卡通城裡米妮可愛的家,解開一個藏在那裡的「摸不到卻看得到」的奇妙現象之謎!
都是因為女學生的冰冷眼神!?
說到為什麼我會開始這個【迪士尼物理學】單元,就讓我說個小故事吧。以前我在上物理課時,聊到鋼彈的太空殖民地和離心力的話題。我覺得這個題材超酷的,但一抬頭看看教室…女學生們完全沒有興趣! 現場簡直安靜到彷彿能聽到「…噓」的聲音。
那一刻我猛然反省:「這樣不行啊!」對我來說,鋼彈是最好的教材,但對學生,特別是女孩子們來說,一點共鳴都沒有。於是,我開始思考:「有沒有什麼更貼近生活、能讓大家感到興奮的話題來聊科學呢?」就這樣,我開始著手開發新的教材,最後終於找到了。一個在女生中人氣爆棚、無人不知的最佳主題…那就是迪士尼樂園!
令我驚訝的是,班上幾乎所有學生都說,他們一年至少會去一次迪士尼樂園。「就是這個了!」我確信,並開始著手製作以夢想國度為舞台的物理課教材。
米妮家飄浮的奇妙櫻桃派
這次要介紹的教材之一,就在米妮的家中。走進廚房,你會看到一個很奇妙的東西…
在那個圓頂裝置的洞口,是不是看到了一個看起來超好吃的餅乾飄在半空中呢?你會忍不住想伸手去拿,但手卻會直接穿過去。這個裝置其實叫做「ボルマトリクス」,是結合了兩面凹面鏡(也就是內凹的鏡子)的科學玩具。放在下面那面鏡子上的餅乾發出的光,會依序經過上面和下面的鏡子反射,最後從裝置上方的洞口射出,聚集在一個點上。
由於大量的光線實際聚集在那裡,形成了一個彷彿真實物體就在那裡的立體影像。這種不可思議的現象,在筑波科學博覽中心或兒童文學作家角野榮子打造的「魔法文學館」裡也能看到。沒想到科學和故事,在這麼奇妙的地方連結在一起了呢。
角野榮子的魔法文學館也有展示同樣原理的裝置。
對了,我的學校也有一台,學生們都超喜歡的!
科學魔法:「實像」與「虛像」的秘密
現在來個小小的理科測驗。這個摸不到卻看得到的餅乾,是「實像」還是「虛像」呢?很多人可能會想:「手都穿過去了,當然是沒有實體的『虛像』囉!」不過,正確答案居然是「實像」!這裡我們來複習一下國中理化學過的「像」吧。
實像:光線實際聚集而成的像。只要放上一個螢幕,就能清晰地顯示出來。投影機投射在牆上的影像就是實像。
虛像:光線並沒有實際聚集,但看起來好像有光從那裡發出來的像。鏡子裡映出的自己,或是用放大鏡看東西時的像,都屬於虛像。
米妮家的餅乾,光線是實際聚集在那個空間裡形成的,所以它是「實像」。如果我們能在那個位置偷偷放上一塊毛玻璃之類的半透明螢幕,就會投射出一個一模一樣的派。正因為像是在一個什麼都沒有的空間中形成的,所以手才會穿過去,但它確實是光線聚集而成的「像」。
夢想與科學的合作
就是這樣,迪士尼樂園將最先進的科學技術,當作實現夢想的「魔法棒」。那些我們覺得「好厲害!」「好神奇!」的娛樂體驗背後,往往隱藏著物理學和光學等科學原理。
充滿想像力的點子,加上能夠實現這些點子的可靠科學技術,兩者攜手合作,才創造出這個讓全世界人們著迷的夢想國度。真的不得不說,迪士尼樂園太厲害了!下次去迪士尼玩的時候,不妨試著找找看遊樂設施背後藏著哪些科學原理,說不定會更有趣喔。
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