万花筒是什么原理 古典光学玩具万花筒简介

做手工 / 作者:hui / 时间:2019-03-20 /85℃

万花筒看起来很奇妙,实际上很简单,万花筒的原理就是利用组成等边三角形的镜子面互相反射折射堆积在一角的碎彩色玻璃而形成规则的美丽图案,随着转动万花筒的通身,碎玻璃渣的流动随机变化出千奇百怪的美丽花型,所以顾名思义叫做万花筒。


万花筒的图案是如何来的呢?原来是靠玻离镜子反射而成的。它是由三面玻璃镜子组成一个三棱镜,再在一头放上一些各色玻璃碎片,这些碎片经过三面玻璃镜子的反射,就会出现对称的图案,看上去就像一朵朵盛开的花。

万花筒的原理在于光的反射,而镜子就是利用光的反射来成像的,这种成像原理我国远古时代的古人就已掌握。古书《庄子》里就有“鑑止于水”的说法,即用静止的水当镜子。据说真正的万花筒玩具是英国物理学家大卫·布尔斯答于1816年发明的,而我国民间也很早就有了这种玩具,而且有创新,生产出了许多新型的万花筒。


万花筒的结构与奥秘

万花筒美妙的奥秘就蕴藏在它设计精妙的镜体结构和流动图案当中。就像万花筒的英语名称一样∶KALEIDOSCOPE,集合了希腊语的KALOS“美丽”、EIDOS“形状”和SCOPE“观看”等美丽的词汇,将它最主要的特点都概括出来。

“美丽”,当然就是指万花筒里瞬息万变的景色,也是万花筒的“芯”(观赏的标的物),这也是万花筒制作艺术家最下工夫的地方。而且,在创作过程当中,“芯”的选择阶段是最能体会制作万花筒的乐趣的时候。“芯”的素材非常广泛,例如彩色玻璃、宝石、鸟的羽毛、干花等等,凡是能够想到的任何物品,都可以用来作为万花筒的美丽图案。

据万花筒制作专家的介绍,“芯”的部分有很多类型。比如把两片风车状的轮子组合在一起,通过旋转轮子而形成各种各样的图案,或者在前端装上玻璃球,并旋转它来观赏身边任何一种景物,都能获得一种前所未有的新鲜构图。而在前端部分填充进各种颜色的油的组合,并通过油的流动产生不可思议的图案。

“形状”,主要是指万花筒的镜体结构,有二镜、三镜、四镜、锥形、旋转等多种结构,让我们看到的景象,不光有圆的甜美、多边形的嬗变,更有烟花般的魅力四射。

中国的万花筒

大约一百多年前,由英国人发明的万花筒进入中国。由于当时制作材料和工艺的限制,万花筒只能作为清王朝达官贵人的私室珍藏。随着封建王朝闭关锁国政策被打破,以及中国民族工业的发展,万花筒的造价也渐渐变得低廉,旧时王谢堂前燕,也飞入了寻常百姓家。

时光倒退回几十年前,在北京胡同里的小摊上,万花筒已经是常见易得的玩具。弹球、踢毽子、跳房子、推铁环,当然还有奇妙的万花筒,勾画出了多少孩子朴素而快乐的童年。在孩子们的眼中,万花筒里的“花”,就如同梁祝化身的彩蝶、武则天眼中的牡丹、翩翩而来的百花仙子,一种“花”离去,从此几十年难再重现。

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,但唯一不变的,是孩子们对万花筒中的神奇世界所倾注的热情。

人们喜欢看万花筒,更喜欢动手制作万花筒。在北京东岳庙民俗运动会上,就曾出现过长约90厘米,直径10厘米,由业余爱好者利用废纸筒制作的万花筒。目前,北京民俗博物馆还收藏着由北京玩具协会常务理事、万花筒爱好者李鸿宽先生制作的,长132厘米,直径25厘米的大型万花筒。

万花筒里的炫烂风景


万花筒的制作也非常简单,这里介绍两款制作方法:
一、 材料:
1,旧手电筒玻璃片三片(直径要相同,最好有一片是磨砂的);
2,硬纸板圆筒一个(可用装薯条的纸筒代替);
3,绿豆大米大小的彩色的小碎玻璃渣以及彩色透明的塑料胶片碎渣东10几粒(大小搭配);
4,等长等宽的小镜子三条(镜子店的下脚料即可,长度比纸筒略短即可);
5,胶带或胶布(固定小镜子)
制作过程:
1,在万花筒的底层你可以使用两个手电筒的玻璃片来间隔一些彩色的碎玻璃渣(间隔1CM即可以利于彩色玻璃渣的流动),或者添加一些彩色透明的碎胶片,(最好用手工剪切一些具有几何形状的---不一定需要规则的形状,米粒大小即可),最外层的玻璃片最好选用磨砂的玻璃,实在找不到可以在里面衬上一层硫酸纸(制图用的类似于磨砂玻璃的半透明纸,其功能主要是为了透光性好。)
2,万花筒的中间主要是用三片镜子玻璃制作的等三角柱体(镜面一律向内互相反射从而产生了复杂的图案),三条小镜子镜面向内用胶带粘贴捆好。
3,万花筒的目镜也使用相同半径的手电筒玻璃片,一片等大的圆形纸板在圆心处挖出一个直径1CM的圆孔作目镜。

4,三角镜子柱装入纸筒内卡紧, 纸筒的一端是两片玻璃组成的空心小盒子,里面放入彩色的碎玻璃渣胶片渣等,直通的另一端是目镜。最后就是美化外壳了,可以随自己的想象力用美丽的包装纸包裹,这样一支奇妙的万花筒就制作好了,很好玩的,可以带给你很丰富的想象力和奇妙的开心感觉。

快举在眼前看看,能看到什么?哇!能看到外面的东西哪!这就是它的神奇之处,一般的万花筒只能看到里面的东西,这个神奇的万花筒还可以看见外面的景色呢! 

万花筒的发明被列入科学重大发明而载入史册,用硬纸卷制成圆柱形长筒,内装长宽相等的玻璃镜片三块,筒的底端装两片玻璃,其间散放彩色纸屑等物,不停地转动万花筒,由孔中看去随着三角镜中镜子的角度变化,影像的数目也随之变化。岁月变迁,制作万花筒的材料变了,但唯一不变的,是孩子们对万花筒中的神奇世界所倾注的热情。


第1步:材料工具:纸筒、镜面纸、剪刀、胶带、果冻壳。


第2步:如图把镜面剪下,叠成三棱。


第3步:一年级简单漂亮科学如何制作步骤图如上图组装。


第4步:放入彩色填充物,封口。


第5步:组装完成画出装饰图,一年级简单漂亮科学如何制作步骤图就做好了。


一起感受万花筒的作品最终效果吧。儿童制作简易万花筒的步骤和材料动手做起来吧!


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