【廚房科學】攪拌棒變成魔法棒?上下顛倒的神奇鏡片之謎

我是科學教育家桑子研,每天都是一場實驗。

各位家裡的廚房或書桌上,是不是也放著玻璃攪拌棒或透明的筆呢?這些看起來只是普通的棒子,其實可能是能讓世界顛倒過來的魔法棒喔!上理化課學到透鏡原理時,我們常常會拿相機構造來舉例。不過,更貼近我們生活的透鏡,其實就藏在雨後葉片上像寶石一樣閃耀的圓圓小水滴,還有在夜市攤位上看到的彈珠裡。

透過水滴看葉片,葉脈會變得生動又清晰;透過彈珠看自己的手指,指紋會像迷宮一樣巨大化,對吧?像這種「生活中的發現」就是科學的入門。就算我跟學生講解再精密的相機圖,都不比他們親身體驗「水滴讓指紋變大了!」來得興奮,他們會眼中閃著光芒跑來報告:「老師,我看到了!」

今天,我們就要來探究一下,學校實驗室或家裡廚房常見的玻璃棒(或玻璃攪拌棒)所擁有的神奇透鏡力量。

科學食譜:讓世界顛倒的實驗

準備材料:玻璃棒(或透明圓柱形攪拌棒)、上下顛倒印出來的文字

實驗方法與驚人結果

首先,準備像下面這樣的箭頭和文字,然後把玻璃棒放上去。你會看到一個跟普通透鏡有點不一樣,非常有趣的現象。

首先,我們把玻璃棒橫放在指向四個方向的箭頭上。猜猜看會看到什麼?

請看。原本指向「上、下、右、左」的箭頭中,哪些方向改變了呢?沒錯,就像是下、上、右、左一樣,只有上下方向對調了。左右方向不變,但上下卻顛倒過來。這就是圓柱形透鏡的把戲!

接著,我們把玻璃棒放在乍看之下讀不懂的「怪文字」上。

文字會變成怎樣呢?

神奇的是,原本看似雜亂無章的線條竟然重疊起來,變成清晰可讀的文字了!事先寫好的「上下顛倒」文字,經過玻璃棒的透鏡效果再次反轉,於是我們眼中就出現了正確的文字。重點在於,它不是單純的倒立,而是跟鏡像字不同的「上下對調」。這簡直就像在破解視覺魔術一樣,讓人感到非常過癮!

焦點創造的「放大」魔法

接下來會更有趣。當我們把玻璃棒緊密貼合在紙上時,看到的景象會完全不同。

光看照片可能不太容易理解,請務必點擊影片,觀賞這段流暢的變化過程。

大家看出端倪了嗎?當玻璃棒靠近紙張時,文字不再顛倒,而是單純地被放大了。這是因為文字進入了玻璃棒的焦點(光線聚集點)內側。此時,我們眼睛看到的不是「實像」,而是跟放大鏡一樣的虛像。

只用一根隨手可得的玻璃棒,就能如此生動地體驗光線折射和焦點的原理,是不是很棒呢?透過思考「為什麼會這樣?」並實際操作嘗試,你看待世界的方式也會一點一點地改變。各位讀者,也請拿起廚房裡的攪拌棒,試著解讀看看祕密訊息吧!對了,在製作顛倒文字時,可以使用像 Windows「小畫家」這類軟體,寫好文字後利用「上下顛倒」功能,就能輕鬆完成了喔!

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