为什么万花筒里放置的是3面镜子,4面不行吗?

万花筒的英文是kaleidoscope,源于古希腊语,原意为“漂亮图案的观察器”。

当我们转动万花筒时,就能看到的图案组合在眼前不断变幻,真的能体会到“一花一世界”的感觉!

既然万花筒这么好玩,不如我们动手做一个吧!

先看看我们需要什么材料:

三片完全相同的镜子、与镜子长度相等的圆形纸筒、强力胶带、两个与圆形纸筒直径相当的塑料盖(一个有孔、一个没孔)、一个比塑料盖稍小的透明圆形塑料片

材料准备好了,怎么做一个万花筒呢?

1. 将三面镜子用强力胶带固定住,使之形成一个空心三棱柱,注意使镜子的正面朝向内侧。把镜子组成的三棱柱塞进圆形纸筒里。

2. 将你要观察的物体(如碎纸屑、彩色塑料片等)放在没有孔的塑料盖里,再把透明圆形塑料片盖上(也就是做了个物镜),放置在圆形纸筒的一端。

3. 将有孔的另一个塑料盖,盖在纸筒的另一端(也就是目镜),万花筒就做成了。

透过万花筒有孔的一端,转动另外一个塑料盖,看看会有什么变化吧!

备注:下面的万花筒采用花瓣作为反射材料~

为什么会有这么漂亮的对称图案呢?

实验原理:光线穿过万花筒底部的塑料片,进入万花筒内,镜子接收了这些光线,并将它们进行多次反射,光线在万花筒里被不断反射到各个地方,其中包括成像物体(彩色亮片)上。被反射到成像物体上的光线组成一幅幅彩色的画面。当我们转动万花筒时,筒内的成像物体也跟着移动位置,光线的落点也相应发生变化,由此幻出各种各样、不断变化的美妙色彩和图形。

那么问题来了,我们刚才用的是3面镜子做成的万花筒,其它数量的镜子可以吗?

会不会镜子越多,图案越绚烂呢?

带着这个问题,科学小组探究了相同条件下,镜子数量对万花筒图案的影响,图片下方数字代表镜子的个数。

3

4

5

6

7

8

通过上面6幅图中可以看出,在当前的实验条件下,即使只有3面镜子的万花筒,也会比镜子个数更多的万花筒形成的图案更加酷炫!

从节约制作成本和保证图案效果两个方面考虑,同时你如果没有什么学术方面的追求的话,3面镜子的万花筒足够你看世界了!

延伸阅读:

如果你想了解更多,请在Wikipedia搜索kaleidoscope,上面有更详细的介绍,包括万花筒的历史形成,镜子的个数,以及镜子的摆放对图案的影响……这里就不再赘述了~

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