盒中有盒!一起動手做出光線魔法的CMY水立方!(光的折射與三原色)

我是科學訓練師桑子研(Kuwa-chan),每天都是一場實驗啦!

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自己動手做 CMY 水魔術方塊,感受「色彩的魔法」吧!

你是不是也曾經為了「怎麼把光和顏色講得有趣又好懂?」傷透腦筋呢?今天,我就要來分享一個受到市售「CMY 立方體」啟發,自己 DIY 的**《CMY 水魔術方塊》**!它能讓你親眼看到美麗的色彩疊加、光線的反射和折射,以及「色料三原色」的原理,絕對是超棒的教材。

首先,請大家先看看我做的這個 CMY 水魔術方塊 顏色和立體感彷彿漂浮在水裡… 這種不可思議的景象真的會讓人看得入迷!

https://youtu.be/a7JsWISL8EI 「CMY 立方體」到底是什麼呢? 我之所以會想做水魔術方塊,完全是因為我超愛市面上賣的「CMY 立方體」啦! 這個立方體是讓你親自體驗並學習色料三原色 (C: 青色, M: 洋紅, Y: 黃色) 的關係,還有光線反射和折射的超讚教具。

它是一個正方體,六個面上分別塗上黃色(Yellow)、青色(Cyan)、洋紅(Magenta),神奇的是,你從不同角度看進去,會覺得裡面好像漂浮著另一個小方塊! 這個在 Amazon 上就買得到喔。我手邊的是這個 CMY 混色魔術方塊(Amazon)。 看看這個影片吧。

 

為什麼看起來會有個小方塊「浮」在裡面呢?我在影片最後有稍微提到,仔細觀察大創(Daiso)賣的透明骰子,會發現它裡面也有一個小小的方塊!原來玄機藏在這裡啊!

其實這項產品是有點歷史的。

CMY 混色魔術方塊的靈感來自於美國藝術家瓦薩·米希奇(Vasa Mihich),他在 1960 年代發展出處理彩色泡棉的技術,並以簡單的歐幾里得幾何形狀為基礎進行創作。

一開始我還以為這是「光的三原色」,但仔細想想,這是反射回來的光,所以是「色料三原色」沒錯。關於色料三原色的詳細說明,可以參考這裡:https://global.canon/ja/technology/kids/mystery/m_04_04.html 那個「浮起來的小方塊」到底是啥? 為什麼你看這個方塊時,會覺得裡面有另一個小正方體漂浮著呢? 其實這是因為光線穿過每個面的有色玻璃後,顏色互相疊加所產生的現象。

  • 上面看到的黃色,是從下面的黃色面反射上來的光。

  • 左邊的藍色,是穿過內側青色面的光。

  • 粉紅色(洋紅)也是光穿透後呈現的顏色。

舉個例子,如果你用雷射筆照向立方體,你就可以更清楚地看到 光線從哪個面進去,又怎麼跑出來。 照在橘色區域時,你會發現是洋紅色的光穿透,跟黃色混在一起。這樣的觀察其實是可行的喔!

仔細看 CMY 立方體後,你會發現上面的黃色是下面黃色的反射,

而左邊的藍色,則是來自於內側藍色(青色)的光線穿透;粉紅色(洋紅)也是一樣的道理。

例如,用雷射筆對準粉紅色下方的橘色區塊,就會發現光線是從洋紅色面來的,然後跟黃色混在一起。

此外,瞄準這個橘色面時,看起來也有光線是從下面的黃色面反射過來的。

自己動手做「CMY 水魔術方塊」 被 CMY 立方體的原理感動到不行,我心想:「我也要自己做一個!」於是經過多次嘗試,我成功做出了利用水的 《CMY 水魔術方塊》。 我是以大創買來的透明塑膠方塊為基礎,在裡面放入彩色水製作而成的。 實驗結果,竟然成功重現了市售產品類似的效果!

「還有好多不懂的地方,好想知道更多啊!」抱著這樣的求知慾,我決定製作這個用水的 CMY 水魔術方塊來進行實驗。這就是 CMY 水魔術方塊 的誕生過程。

製作方法

透明色紙是在大創買到的。

雖然我是在 Seria 買的,但也有賣一個叫 立方體盒子(1BOX)的產品。這個好像也是大創有在賣。

然後我就把透明色紙裁切後放進去。

這樣就大功告成啦!接下來要加水囉。

來看加水的過程…

用玻璃紙(賽璐玢)試驗的結果… 失敗了。

為了呈現顏色的透明度,我嘗試了好幾種材料。但玻璃紙無法準確表現出青、洋紅、黃(跑出紅、藍、黃),而且還有個缺點是會溶於水。試了幾次之後,它就變得軟趴趴了。

看來還是透明色紙最適合。

探索的樂趣,無窮的快樂!

我在不同的位置放了五日圓硬幣,看起來會是什麼樣子呢?放在前面時…

放在後面時…

五日圓硬幣看起來就像浮上來一樣,超清楚!如果一張一張地放進去,還會出現更多不可思議的景象。

全部放進去的話…

我準備了像這樣的圖案,然後用色鉛筆把顏色一層一層疊上去…

還原度其實蠻高的呢!

用色鉛筆塗色看看… 我用了天藍色、粉紅色和藍色。

你就會知道這就是色料三原色。 接下來,我把色紙一張一張放進去,編上號碼後再觀察。

一張一張來看…

可以看到「2 號」浮起來了,而且它的影像反射在每個面上。此外,下方似乎還出現了一個縮小一半的影像。那個 V 形的白色部分是從哪裡來的呢?好令人好奇喔!

藍色的部分,3 號跑到前面來了。看來不是 4 號的部分。那個白色部分是哪裡來的,還是個謎。

紅色跟藍色也一樣。 全部放進去的話…

使用「COPIC sketch」麥克筆的方法

這是學生想出來的方法。用「COPIC sketch」麥克筆上色後,成功重現了超鮮豔的色彩!用這款筆製作的水槽式立方體成品超讚。這是還沒加水時的樣子。

加水後就變成這樣了。

來比較一下加水前後的樣子。

清澈的水中映照出顏色,美得讓人目不轉睛。

COPIC sketch Y06 https://amzn.to/3Oylgvt 黃色

COPIC sketch B16 https://amzn.to/3AVGj8h 青色

COPIC sketch RV17 https://amzn.to/4gfRE1X 洋紅

CMY 立方體是一個絕佳的教具,能直接讓學生感受到「顏色真神奇!」、「光線真有趣!」而且,不只是使用現成的產品,自己動手做的過程本身,就是一項科學探索活動

「為什麼會出現這種顏色?」、「如果找到更好的方法會怎麼樣?」

請務必在引發這些好奇心的精彩科學課上使用它喔!也歡迎閱讀其他相關文章。

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我在科學故事頻道上傳了實驗影片喔!