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[光學] 隔熱紙也能這樣玩~哈哈鏡成像觀察!

哈哈鏡就是各種不同的曲面鏡組合,隨著鏡面各部分凹凸不同,站在哈哈鏡前,鏡中的影像有的被放大,有的被縮小,加高或變矮、變胖

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2019-10-25 10:52:07 最後編修
2017-07-27 21:13:21 By zfang
 

哈哈鏡就是各種不同的曲面鏡組合,隨著鏡面各部分凹凸不同,站在哈哈鏡前,鏡中的影像有的被放大,有的被縮小,加高或變矮、變胖變瘦!


哈哈鏡是魔鏡,帶給大小朋友歡樂!


做成S形搭配凹凸面鏡組,更有意思~ 
猜猜這是什麼樣的哈哈鏡?(請反白:
上凸下凹!

如果想DIY,普通的玻璃鏡子不能彎曲,鏡面的隔熱紙加上塑膠片也成!準備的是鏡面隔熱紙,它具有讓光部分穿透、部分反射的效果,裁剪約A4大小。


鏡面隔熱紙,具有部分穿透、部分反射的效果。

操作一:
◎直接拿到眼睛前看書本,你看到什麼現象?
◎移遠或緊貼書本,你看到什麼現象?
◎試著解釋上述現象的原理?

直接拿到眼睛前,光穿透的量>反射光可以看到眼前的事物;移遠或緊貼紙面,則反射的光量>穿透,字跡不能被看見。鏡面隔熱紙部分穿透部分反射的特性,也能用來DIY魔術骰子。


隔鏡紙具有鏡面反射效果,有請小玩偶來當模特兒! 

*******

『這次我們是要來體驗哈哈鏡,』傳下隔熱紙做簡單說明:『請將隔熱紙放在課本上,調整鏡子的弧度,先作出凸面的曲面鏡。』哈哈鏡所用的曲面鏡有左右彎曲或上下彎曲,只會在有弧度的部份有放大或縮小的效果。

探討:『同樣是正立的像,凹面(物在焦距內)有放大效果,凸面有縮小效果。』:

操作二:【凸面的曲面鏡】
◎如果在水平方向彎曲成凸面,垂直方向無,則在鏡中看起來?
◎將隔熱紙做的凸面轉90度,變成是垂直方向的彎曲凸面,則在鏡中看起來?
◎日常生活中有哪些類似例子?

(1)     如果在水平方向彎曲成凸面,垂直方向無,則在鏡中看起來變成身材變細(高度不變)!這類的柱狀凸面鏡最常見,例如:光亮的不繡鋼鍋子。如果這種凸面與物成90度,物體形狀則變得奇怪,因為物距與縮小比例有關,物距凸面鏡越遠,影像越小。相關文章請見杯與盤的對話~倒影杯 。


左右凸面的曲面鏡前,看起來變成身材變細!

(2)     接著將隔熱紙做的凸面轉90度,變成是垂直方向的彎曲凸面,垂直方向像縮小,水平像寬度未變,在鏡中看起來只有高度變矮。


上下凸面的曲面鏡前,看起來變成高度變矮!

********

操作三:【凹面的曲面鏡】
◎水平方向形成凹弧,在垂直方向沒有彎曲,在鏡中看起來?
◎若是凹面在垂直方向有彎曲,水平方向無彎曲,在鏡中看起來?

(1)     以凹面來說,在水平方向形成凹弧,在垂直方向上並沒有彎曲,上下就不變,但左右會變大,所以感覺變胖!


左右凹面的曲面鏡前,看起來往橫向發展~變胖!

(2)     若是凹面在垂直方向有彎曲,水平方向無彎曲,在鏡中看起來高度變高(但寬度未變)。


上下凹面的曲面鏡前,看起來往縱向發展~變高!(有沒有發現,背後的我是”倒立”的。)

 

*******

最後,針對凹面曲面鏡來探討。

上下凹面的曲面鏡前,正立小玩偶看起來只是往縱向發展~變高!背後的我是”倒立”的?? 小玩偶在在焦距內,形成正立放大虛像;我則在遠遠的二倍焦距外,形成倒立縮小實像。

『鏡子的弧度會影響焦距,越彎曲,曲率半徑小,焦距越短。』對成像變化較多的凹面鏡來說,同樣的物距,就會因為焦距改變,使物體分別在焦距內外,而形成正立放大或是倒立大小各異的影像。

以上下凹面曲面鏡為例, 『人與鏡保持相同的距離,再調整鏡子的弧度,由平到彎~哈哈鏡中人的影像會怎麼變化?』

 
先是正立,由與原物相同大小,慢慢變高;接近焦距時影像模糊,變成倒立,由高變矮。

 

如果是左右凹面曲面鏡,調整鏡子的弧度由平到彎,裡頭的像開始變胖,再慢慢變瘦,始終是正立的像…….哪裡發生倒立?


原來是左右顛倒!(見左圖,上下相反易觀察,左右會被忽略,故將玩偶的手塗上顏色。)
(右圖為焦距內的原圖)

*******

寫文章時才發現,K版書商早已在教具箱搭配『哈哈鏡』的教具~塑膠鏡子,我用鏡面隔熱紙進行哈哈鏡觀察是『野人獻曝』!隔熱紙太薄,如果沒有貼在塑膠投影片上,很快地表面出現折痕,光線漫反射,映照出的影像就不清楚了;而貼的時候,也得噴水刮平才能減少氣泡,多了氣泡就不美了~不過我相信:『當限制遇到想法,創意就來了!』看來得好好想想~如何將剩餘的隔熱紙,再利用!

曲面鏡的鏡中成像似乎玄機多多,以上的整理仍感覺不足……於是接著再整理分析,請見哈哈鏡的狂想(4)!面鏡成像觀察~與『棒!』面對面

 

哈哈文:
哈哈鏡的狂想(4)!面鏡成像觀察~與『棒!』面對面
哈哈鏡的狂想(3)!隔熱紙也能這樣玩~哈哈鏡成像觀察!
哈哈鏡的狂想(2) 親子旅遊篇
哈哈鏡的狂想(1) 在凹面鏡前的親子光學實驗

 

Iying Fu ·留言~ 老師您好,因為隔熱紙太貴了,所以後來我拿亮面包裝紙去護貝,效果也差不多:),這樣成本5元就可以了

 

 

分類:科學動手做 2009/11/11 06:46

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