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镜子奥秘:
表面镜
表面镜(Front Surface Mirror)由玻璃制成,表面附着了铝粉的镜子。使用附着面。由于质感纤细又很容易被划伤,所以使用时要非常小心。和通常家用的镜子不同,利用表面进行反射,所以映象非常清晰。而普通的镜子,由于玻璃的厚度会产生多余的光的折射,所以映象多少会变得朦胧。表面镜多用于光学仪器和单眼反射式照相机等。
塑料镜
塑料镜(Plastic Mirror)和玻璃相比,塑料镜不宜碎而且柔软,所以适合初学者或者儿童使用。材料多为丙烯或聚乙烯,可以得到和表面镜类似的映象。
金属镜
金属镜(Metal Mirror)和塑料镜一样具有不宜碎的特性,但是反射迟钝。材料多为铝板或不锈钢板等。
分色玻璃
分色玻璃(Dichroic Glass)是一种在玻璃的表面真空附着有各种金属氧化物质的特殊玻璃。光线穿过去后会变成七种色彩,较为绚丽。在近期的万花筒制作上经常会使用到,比如作为标的物,或者作为外观的装饰等。因为分色镜的制作非常繁琐,所以价格也很高。目前这种技术也用于照明。
三棱镜
三棱镜(Prism)指具有2个以上平滑而均匀的光学平面的透明体,而且至少有一组的面是不平行的。应用于光的折射,分散和全反射。用于使光线分散,形成光谱时,多使用两面经过研磨的三棱形状,可以作为分光器,分光计和折射计等使用。
光谱
光谱(Spectre)即通过将可视光线用分光器分解而形成的按波长顺序排列的光的影像。
镜子结构:
3镜结构
3镜结构(Three Mirror System)利用3片镜子组成三角形。包括正三角形、等腰三角形和直角三角形等,不同的组成方法,观察方法也会改变。
2镜结构
2镜结构(Two Mirror System)由2片镜子组成。
三角形的两面是镜子,一面不能反射,所以映象在两面镜片的反射下形成圆型。2片镜子之间如果分开成30度角,那么360度÷30=12,可以形成被分割成12 块儿的图像。如果希望形成被分割成16块儿的图像,则分开成360度÷16=22.5度的角度即可。
4镜结构
4镜结构(Four Mirror System)利用4 片镜子形成四边形或者菱形。如果组成正方形则会产生拼凑图案一样的映象,如果组成菱形,则会产生两个焦点,像两朵花同时开放一样。
锥型镜结构
锥型镜结构(Tapered Mirror System)把3片或4片梯形的镜片组和起来,从宽的开口望进去,会看到映象成立球状,富有立体感。
循环镜结构
循环镜结构(Circle Mirror System)将类似镜子可以反射光的薄膜贴在圆筒壁上,向内看去时,可以看到时光隧道一样的旋涡状映象。和其他结构类型不同,循环结构可以形成*特的映象。通常的万花筒形成的图像都是有规律的,而循环镜可以进行不规则的反射。
早先的万花筒,里面所看到的花是剪成碎片的彩纸,透明度很差,后来有人尝试使用更透明的彩色碎玻璃。随着时间的推移,万花筒里面的“花”,变成了彩色塑料片、光滑的玻璃珠,反射用的三块玻璃也换成了三块镜子。岁月变迁,制作万花筒的材料变了,但不变的,是孩子们对万花筒中的神奇所倾注的热情,同时也是网红打卡。
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万花筒的原理:
万花筒利用平面镜的成像原理制作,通过光的反射而产生影像。1816年,苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特爵士发明了万花筒。布鲁斯特主要从事光学和光谱研究,他在童年时代就十分喜欢光学实验,一生中的大部分时间都用在了他所喜爱的光学上。一次,他在用多面镜子研究光的性质时,看到了几面相对放置的镜子里经过多次反射呈现出来的景象,便放了一些花纸在镜子组成的空腔里,结果,他看到了一些对称的图案,而且每变动一下花纸的位置,图案就会变换一次。
为了能使图案不断地变换,他将三面成角度的镜子放在一个圆筒里,再将花纸放在筒端的两层玻璃间。随着三角镜中镜子的角度变化,影像的数目也随之变化;影像重叠后形成各种图案,不停地转动万花筒就可以看到不断变换的图案。就这样他制作出了只要轻轻转动就能看到不同图案的万花筒。万花筒在一夜之间便获得了意外的成功。这个一动就能产生美妙图案的小东西,算得上是当时的“电视机”了。更有意思的是,一旦某个图案消失了,要转动几个世纪才能出现同样的组合,因此每一瞬都值得欣赏,每一秒都值得珍惜!
万花筒的发明被列入科学重大发明而载入史册,博物馆里也收藏有一些制作精万花筒。由于万花筒既是美轮美奂的艺术作品,又是能培养思维和观察能力的益智玩具,所以深受小孩子和成年人的喜爱,并在人们的手中不断地翻新花样。例如,有人在万花筒里放上30—40个像教堂塔尖一样的玻璃小瓶,里面装上油,在油里浸着玻璃粒、细珊瑚片、贝壳和沙粒。这些密封的小玻璃瓶一动,瓶里那些闪闪发光的微粒就会升降。
除了这些东西以外,还放入扎紧的细丝线、马鬃以及各种螺旋形的、弯曲的小东西。这样,使万花筒转动起来,就好像在欣赏一场精彩的芭蕾舞表演。