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萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介

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萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介


萬花筒看起來很奇妙,實際上很簡單,萬花筒的原理就是利用組成等邊三角形的鏡子面互相反射折射堆積在一角的碎彩色玻璃而形成規則的美麗圖案,隨着轉動萬花筒的通身,碎玻璃渣的流動隨機變化出千奇百怪的美麗花型,所以顧名思義叫做萬花筒。

萬花筒的圖案是如何來的呢?原來是靠玻離鏡子反射而成的。它是由三面玻璃鏡子組成一個三稜鏡,再在一頭放上一些各色玻璃碎片,這些碎片經過三面玻璃鏡子的反射,就會出現對稱的圖案,看上去就像一朵朵盛開的花。

萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介 第2張

萬花筒的原理在於光的反射,而鏡子就是利用光的反射來成像的,這種成像原理我國遠古時代的古人就已掌握。古書《莊子》裏就有“鑑止於水”的説法,即用靜止的水當鏡子。據説真正的萬花筒玩具是英國物理學家大衞·布爾斯答於1816年發明的,而我國民間也很早就有了這種玩具,而且有創新,生產出了許多新型的萬花筒。



萬花筒的結構與奧祕

萬花筒美妙的奧祕就藴藏在它設計精妙的鏡體結構和流動圖案當中。就像萬花筒的英語名稱一樣∶KALEIDOSCOPE,集合了希臘語的KALOS“美麗”、EIDOS“形狀”和SCOPE“觀看”等美麗的詞彙,將它最主要的特點都概括出來。

“美麗”,當然就是指萬花筒裏瞬息萬變的景色,也是萬花筒的“芯”(觀賞的標的物),這也是萬花筒製作藝術家最下工夫的地方。而且,在創作過程當中,“芯”的選擇階段是最能體會製作萬花筒的樂趣的時候。“芯”的素材非常廣泛,例如彩色玻璃、寶石、鳥的羽毛、乾花等等,凡是能夠想到的任何物品,都可以用來作為萬花筒的美麗圖案。

萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介 第3張

據萬花筒製作專家的介紹,“芯”的部分有很多類型。比如把兩片風車狀的輪子組合在一起,通過旋轉輪子而形成各種各樣的圖案,或者在前端裝上玻璃球,並旋轉它來觀賞身邊任何一種景物,都能獲得一種前所未有的新鮮構圖。而在前端部分填充進各種顏色的油的組合,並通過油的流動產生不可思議的圖案。

“形狀”,主要是指萬花筒的鏡體結構,有二鏡、三鏡、四鏡、錐形、旋轉等多種結構,讓我們看到的景象,不光有圓的甜美、多邊形的嬗變,更有煙花般的魅力四射。

中國的萬花筒

大約一百多年前,由英國人發明的萬花筒進入中國。由於當時製作材料和工藝的限制,萬花筒只能作為清王朝達官貴人的私室珍藏。隨着封建王朝閉關鎖國政策被打破,以及中國民族工業的發展,萬花筒的造價也漸漸變得低廉,舊時王謝堂前燕,也飛入了尋常百姓家。

時光倒退回幾十年前,在北京衚衕裏的小攤上,萬花筒已經是常見易得的玩具。彈球、踢毽子、跳房子、推鐵環,當然還有奇妙的萬花筒,勾畫出了多少孩子樸素而快樂的童年。在孩子們的眼中,萬花筒裏的“花”,就如同梁祝化身的彩蝶、武則天眼中的牡丹、翩翩而來的百花仙子,一種“花”離去,從此幾十年難再重現。

萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介 第4張

早先的萬花筒,裏面所看到的花是剪成碎片的彩紙,透明度很差,後來有人嘗試使用更透明的彩色碎玻璃。隨着時間的推移,萬花筒裏面的“花”,變成了彩色塑料片、光滑的玻璃珠,反射用的三塊玻璃也換成了三塊鏡子。歲月變遷,製作萬花筒的材料變了,但唯一不變的,是孩子們對萬花筒中的神奇世界所傾注的熱情。

人們喜歡看萬花筒,更喜歡動手製作萬花筒。在北京東嶽廟民俗運動會上,就曾出現過長約90釐米,直徑10釐米,由業餘愛好者利用廢紙筒製作的萬花筒。目前,北京民俗博物館還收藏着由北京玩具協會常務理事、萬花筒愛好者李鴻寬先生製作的,長132釐米,直徑25釐米的大型萬花筒。

萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介 第5張

萬花筒裏的炫爛風景




萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介 第6張


萬花筒的製作也非常簡單,這裏介紹兩款製作方法:
一、 材料:
1,舊手電筒玻璃片三片(直徑要相同,最好有一片是磨砂的);
2,硬紙板圓筒一個(可用裝薯條的紙筒代替);
3,綠豆大米大小的彩色的小碎玻璃渣以及彩色透明的塑料膠片碎渣東10幾粒(大小搭配);
4,等長等寬的小鏡子三條(鏡子店的下腳料即可,長度比紙筒略短即可);
5,膠帶或膠布(固定小鏡子)
製作過程:
1,在萬花筒的底層你可以使用兩個手電筒的玻璃片來間隔一些彩色的碎玻璃渣(間隔1CM即可以利於彩色玻璃渣的流動),或者添加一些彩色透明的碎膠片,(最好用手工剪切一些具有幾何形狀的---不一定需要規則的形狀,米粒大小即可),最外層的玻璃片最好選用磨砂的玻璃,實在找不到可以在裏面襯上一層硫酸紙(製圖用的類似於磨砂玻璃的半透明紙,其功能主要是為了透光性好。)

2,萬花筒的中間主要是用三片鏡子玻璃製作的等三角柱體(鏡面一律向內互相反射從而產生了複雜的圖案),三條小鏡子鏡面向內用膠帶粘貼捆好。

3,萬花筒的目鏡也使用相同半徑的手電筒玻璃片,一片等大的圓形紙板在圓心處挖出一個直徑1CM的圓孔作目鏡。

4,三角鏡子柱裝入紙筒內卡緊, 紙筒的一端是兩片玻璃組成的空心小盒子,裏面放入彩色的碎玻璃渣膠片渣等,直通的另一端是目鏡。最後就是美化外殼了,可以隨自己的想象力用美麗的包裝紙包裹,這樣一支奇妙的萬花筒就製作好了,很好玩的,可以帶給你很豐富的想象力和奇妙的開心感覺。

快舉在眼前看看,能看到什麼?哇!能看到外面的東西哪!這就是它的神奇之處,一般的萬花筒只能看到裏面的東西,這個神奇的萬花筒還可以看見外面的景色呢!


萬花筒是什麼原理 古典光學玩具萬花筒簡介 第7張

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