國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

銅板不見了

操作步驟與現象:

準備器材:玻璃杯、包裝紙、橡皮筋、水、銅板

利用光的折射性質的科學魔術不少,例如「消失的銅板」。操作過程如下:

1.將透明玻璃杯裝水到九分滿。

2.剪一張包裝紙(或鋁箔紙)蓋住杯口(必須蓋住杯內的水面),再用橡皮筋綁住。(如圖一)

3.將銅板放在桌上,再把玻璃杯放在銅板上,咦,銅板消失了。(如圖二)

圖一                        圖二

當然銅板並沒有消失,只是銅板的影像位置改變了。當銅板上面放的是空杯子,可以看到銅板(如圖三);如果加上水(如圖四)杯底的銅板消失了,但是水面上可以看到銅板的影像。這也是為什麼上述的魔術,杯子上面要包上紙,防止被觀眾看到銅板影像的原因。

有趣的是,如果此時將銅板加水潤濕,則又可以看到杯底的銅板了!(如圖五)

圖三             圖四             圖五

觀看實驗影片(8.0M)

原理:

以上的原理(參閱下圖)是:還沒有加水之前,銅板的影像可以經由折射傳達到杯子外。加了水之後,由於水的折射率大於空氣,使得銅板的影像光線到達杯壁時,入射角變大,造成「全反射(total reflection)」,亦即只有反射,沒有折射問題。因而光線只反射到水面上,從杯子外邊就看不到杯底的銅板了。

繼續將銅板潤濕之後,由於水和玻璃的折射率很接近,所以銅板影像的光線幾乎沒有折射,因而可以透過杯壁而被看到了。

叮嚀的話:

       選用的杯子大小高矮不拘限,但要將包裝紙包好,不要看到杯內的水面。當小朋友玩這個遊戲時,可以給他一個挑戰任務:在銅板及杯子不離開白紙墊的範圍之下,如何使銅板變不見?

參考資料:

1.Exploratoriumhttp://www.exploratorium.edu/snacks/disappearing_glass_rods/index.html

2.動畫(香港聖公會聖本德中學):http://www.skhsbs.edu.hk/teacher/mmc/4Buttons1.html

3.Facts on filehttp://www.fofweb.com/onfiles/SEOF/Science_Experiments/6-23.pdf

4.國立台灣師範大學物理系黃福坤教授:http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/optics/path.html