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在山东西南一带有一种很受当地老百姓喜爱的地方剧种——枣梆,《蝴蝶杯》是其代表剧目之一,剧中提到的“蝴蝶杯”是一种很神奇的东西。
“蝴蝶杯”的外形与普通的酒杯并没有太大的区别,但一旦将酒倒入杯中,奇迹就出现了——可以看到杯中有彩蝶(或仙女)翩翩起舞。这当然会令许多人惊奇不已,但有的人会认为这也许只是文人的杜撰。其实,在我国古代真的有“蝴蝶杯”。上世纪80年代,在山西侯马就有实物出土,在中央电视台的“寻宝”栏目中,曾有收藏者带着“蝴蝶杯”的现代仿品,请专家鉴定。也就是说,“蝴蝶杯”并非传说,而是我国古代能工巧匠们聪明才智的结晶。而且,现在我们使用身边的材料,就可以自制“蝴蝶杯”呢!
一、制作材料
圆柱形饮料瓶、凸透镜(焦距为5 cm)、圆珠笔笔芯、透明胶带、细金属丝、彩色纸片。
二、制作方法
1. 将饮料瓶从中部一分为二。将上半部分的瓶口部分剪掉,使剪掉后保留的小口直径与凸透镜口径相同。
2. 将凸透镜放在小口上,并用透明胶带粘好。
3. 将细金属丝缠绕在圆珠笔笔芯上,然后取下制成弹簧。提起弹簧的一端,截取一段(使其长度略大于5 cm)。将弹簧的上端用透明胶带粘在凸透镜的下面,将剪成蝴蝶状的彩色纸片用透明胶带粘在弹簧的下端。
4. 将组装好的饮料瓶的上半部分放在下半部分上。OK!“蝴蝶杯”大功告成。
5. 将水倒入“蝴蝶杯”中,观察一下,你一定会对你看到的情景兴奋不已。
三、原理揭秘
从上面的制作过程,大家应该对“蝴蝶杯”的原理有了一个大概的认识。
因为蝴蝶形彩色纸片的位置在凸透镜的焦点和二倍焦距点之间(即物距大于焦距而小于二倍焦距),所以,彩色纸片通过凸透镜成倒立放大的实像,且像的位置在二倍焦距点之外。而且,由于彩色纸片距焦点很近,所以成的像很大,像的位置在杯子上方很远的地方,人眼通过杯口,只能看到像的很小一部分,难以看出是什么。将水(或者酒)倒入杯中,因为杯底的凸透镜是向上凸的,所以倒入的水(或者酒)上平下凹,构成一个水(或者酒)凹透镜。这样杯中就有了两个透镜:原有的凸透镜和倒入的水(或者酒)形成的凹透镜,二者组成的透镜组,在效果上相当于一个凸透镜。但该透镜组的焦距比原来的凸透镜的大了许多,使得焦距比彩色纸片到透镜组的距离大了许多。所以,彩色纸片通过凸透镜成正立放大的虚像,且像的大小比彩色纸片大不太多,像的位置在彩色纸片的下方不太远的地方。这样,人眼通过杯口就可看到彩色纸片完整的像。
至于“蝴蝶”能舞动,那是弹簧的功劳,往杯中倒水(或者酒)时,引起弹簧振动,弹簧再带动彩色纸片振动,所成像的位置自然会不断发生变化。于是,在人们眼里就出现了一只活灵活现的“蝴蝶”。
(编辑 巧克力)
“蝴蝶杯”的外形与普通的酒杯并没有太大的区别,但一旦将酒倒入杯中,奇迹就出现了——可以看到杯中有彩蝶(或仙女)翩翩起舞。这当然会令许多人惊奇不已,但有的人会认为这也许只是文人的杜撰。其实,在我国古代真的有“蝴蝶杯”。上世纪80年代,在山西侯马就有实物出土,在中央电视台的“寻宝”栏目中,曾有收藏者带着“蝴蝶杯”的现代仿品,请专家鉴定。也就是说,“蝴蝶杯”并非传说,而是我国古代能工巧匠们聪明才智的结晶。而且,现在我们使用身边的材料,就可以自制“蝴蝶杯”呢!
一、制作材料
圆柱形饮料瓶、凸透镜(焦距为5 cm)、圆珠笔笔芯、透明胶带、细金属丝、彩色纸片。
二、制作方法
1. 将饮料瓶从中部一分为二。将上半部分的瓶口部分剪掉,使剪掉后保留的小口直径与凸透镜口径相同。
2. 将凸透镜放在小口上,并用透明胶带粘好。
3. 将细金属丝缠绕在圆珠笔笔芯上,然后取下制成弹簧。提起弹簧的一端,截取一段(使其长度略大于5 cm)。将弹簧的上端用透明胶带粘在凸透镜的下面,将剪成蝴蝶状的彩色纸片用透明胶带粘在弹簧的下端。
4. 将组装好的饮料瓶的上半部分放在下半部分上。OK!“蝴蝶杯”大功告成。
5. 将水倒入“蝴蝶杯”中,观察一下,你一定会对你看到的情景兴奋不已。
三、原理揭秘
从上面的制作过程,大家应该对“蝴蝶杯”的原理有了一个大概的认识。
因为蝴蝶形彩色纸片的位置在凸透镜的焦点和二倍焦距点之间(即物距大于焦距而小于二倍焦距),所以,彩色纸片通过凸透镜成倒立放大的实像,且像的位置在二倍焦距点之外。而且,由于彩色纸片距焦点很近,所以成的像很大,像的位置在杯子上方很远的地方,人眼通过杯口,只能看到像的很小一部分,难以看出是什么。将水(或者酒)倒入杯中,因为杯底的凸透镜是向上凸的,所以倒入的水(或者酒)上平下凹,构成一个水(或者酒)凹透镜。这样杯中就有了两个透镜:原有的凸透镜和倒入的水(或者酒)形成的凹透镜,二者组成的透镜组,在效果上相当于一个凸透镜。但该透镜组的焦距比原来的凸透镜的大了许多,使得焦距比彩色纸片到透镜组的距离大了许多。所以,彩色纸片通过凸透镜成正立放大的虚像,且像的大小比彩色纸片大不太多,像的位置在彩色纸片的下方不太远的地方。这样,人眼通过杯口就可看到彩色纸片完整的像。
至于“蝴蝶”能舞动,那是弹簧的功劳,往杯中倒水(或者酒)时,引起弹簧振动,弹簧再带动彩色纸片振动,所成像的位置自然会不断发生变化。于是,在人们眼里就出现了一只活灵活现的“蝴蝶”。
(编辑 巧克力)