《生活-360》 (◕‿◕)

　　本網站先前介紹過會變化形狀的「變形屋」，版主由YouTube發現一個不同的有趣設計，就是將變形屋改為魔術方塊，相當有趣。

　　圖一的魔術方塊看起來很正常，但是換個角度，魔術方塊變得又瘦又高（圖二）。再換個角度，魔術方塊變得又扁又胖（圖三），這是怎麼回事呢？

觀看實驗影片（1.0M）

如同變形屋，這是一個平面的魔術方塊，不是立體的，製作方法如下。 1.彩色放大影印右圖（建議約十公分長即可）。 2.影印後，依最外圍輪廓剪下來。 3.將剪下來的魔術方塊，平鋪（不可以彎摺）在單一顏色的紙板或桌面上。 4.由不同高低、左右角度觀察，就可以看到魔術方塊的怪異變化囉！

　　市面上有一種利用視覺暫留的科學玩具「魔幻動漫卡」，每張圖卡上有複雜線條的圖形，另一片是印了等距離黑色條紋的透明片。將透明片蓋在圖卡上，然後左右移動，就可以看到海豚跳出水面（圖一），或是愛神在拍動翅膀（圖二），圖形似乎活了起來，相當有趣。

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樂器的絃（例如吉他或小提琴的絃）產生聲音時振動得相當快，肉眼無法看出絃的振動情形。國立自然科學博物館展示的「圓筒示波器（oscylinder scope）」（如右圖），利用一個大滾筒的條紋，可以將吉他絃的振動呈現出看得見的波形，相當有趣。但是這個裝置頗為複雜龐大，很難自行製作。 但是我們可以利用簡單的材料達到同樣的效果，製作過程如下： 1.取一長木板，釘上二根鐵釘相距約50公分，再綁上黑色的鬆緊帶（文具店或手工藝材料行有售），鬆緊帶稍微拉緊即可，不要綁太緊。 2.製作黑底白線條的紙卡：(1)取一張黑色的西卡紙或海報紙，長約10公分，寬約5公分。(2)以白色油漆筆，每間隔1公分畫上一白色線條。如圖一。（ 註：點選這裡，可下載圖形，不必自己畫）

3.將製作好的黑底白線條紙卡，放在鬆緊帶下方，然後撥動鬆緊帶，讓鬆緊帶振動，同時來回移動紙卡。觀察紙卡上方是否出現波形了？而且波形是否隨著紙卡的移動速度而變化呢？（如圖二、圖三）

4.以吉他的絃進行試驗，也可以看到波形喔！注意：必須使用吉他最低音的絃，因為絃的顏色較暗，才能看到波形。

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　　日常生活有很多塑膠用品，例如尺、叉子、湯匙等等，這些看起來透明的塑膠用品，可以變成漂亮的彩虹喔！圖一是塑膠的尺；圖二是塑膠叉子；圖三為塑膠湯匙；圖四為塑膠瓶。這是如何形成的呢？

 　觀看實驗影片（低解析；3.8M）　　　觀看實驗影片（高解析；33.8M）

　　操作步驟相當簡易，首先要取得「偏光片」，也就是立體電影的3D眼鏡（不是紅、綠色的3D眼鏡，是3D電影或立體劇場的眼鏡，二個鏡片外觀看起來一樣）。將3D眼鏡的左右眼分別剪下來，就是偏光片。

　　如下圖，在二片偏光片之間放置塑膠物品，就可以看到漂亮的彩虹了，而且慢慢旋轉其中一片偏光片，彩虹的顏色也會跟著變化喔！

在「碟影之舞」中以光碟片製造繁星點點的繽紛變化，光碟片還可以用來製造美麗的彩虹。 如右圖，只要對著「白光」的光源（如太陽光、日光燈等），光碟片上會呈現出美麗的彩虹。注意：以太陽光為光源時，請勿直接直視，以避免眼睛受到傷害！ 　　以白光的手電筒照射光碟片，並反射到牆壁或螢幕上，改變光碟片或手電筒的角度與方向，就可以看到圖一到圖三的各種彩虹。其中有的是長條形彩虹（圖一），有的是上下或左右二道彩虹（圖二與圖三）。

註：二道彩虹為包含了一級繞射以及二級繞射的結果。

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　　光碟片是日常生活常見的科技產物，也已成為隨處可見的廢棄物，利用光碟片可以進行以下有趣的科學遊戲。

1.取一片光碟片（DVD或CD皆可），沿著中央圓孔外圍剪下一片（如圖一），左右各剪下一片，共二片。

2.將剪下的二片光碟片並排如圖二，中間留一點空隙，再用膠帶貼起來（如圖二）

3. 一手拿著二片黏貼好的光碟片，另一手拿雷射筆對著光碟片（如圖三），並讓雷射筆的光線反射到牆壁上。

4.將雷射筆上下左右變化不同角度照射到光碟片上，並且改變二片光碟片的夾角，可以看到反射到牆壁上的雷射光光點，繁星點點般的繽紛變化（如圖四～圖六）。

注意：請勿將雷射光照射到眼睛，以避免眼睛受到傷害！

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　　這是一個簡單又有趣的操作，可以看到如下圖中的房子由低矮變成瘦高，由傾斜變直立，一下子變矮又變高，一下子變胖又變瘦，來回的變化。

 　觀看實驗影片（0.5M）

製作方法如下 1.複製右圖，列印後再影印放大（建議約十五公分長即可）。 2.影印後，依最外圍輪廓剪下來。 3.將剪下來的圖形，平鋪（不可以彎摺）在單一顏色的紙板或桌面上。 然後由不同高低、左右角度觀察，就可以看到變形屋囉！

　　這是一個被稱為「Infinity Mirror（無窮盡的鏡子）」的裝置。如同圖一的燈座，燈座看起來相當深邃，連續好幾層的一連串燈泡。

　　可是從側面觀察燈座，可以發覺燈座的寬度（深度）竟然只有短短的一截，而且也只有一層（圈）燈泡，而不是好幾層！

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製作方法如下：

　　如魔鏡般的燈座，四周是由飛機木黏貼構成，前後分別是一塊玻璃與鏡子，如圖三。製作過程如下：

1.準備一塊玻璃與鏡子，請玻璃店師傅裁切成方形（正方形、長方形皆可）。長寬尺寸可以自訂，建議長寬在20公分以內。注意：玻璃與鏡子的大小要完全一樣。

2.把隔熱紙貼在玻璃上，黏貼時要確定表面要平整，不能有氣泡。

3.配合玻璃與鏡子的尺寸，將飛機木裁切，共四塊（請參考圖三），飛機木寬度不要太寬，建議約五公分即可。裁切好飛機木，再使用保麗龍膠將LED燈條（共四條）固定在飛機木的中間。

4.將玻璃與鏡子以及黏好LED燈條的飛機木，組合成一個方形盒子。其中鏡子是在盒子的背面，玻璃是在盒子的正面。注意：貼了隔熱紙的玻璃，貼隔熱紙的那面朝向鏡子。而鏡子與玻璃之間，必須互相平行，避免歪斜！

5.最後LED燈條分別接上電池座，打開開關後，即可看到魔鏡的效果！

　　請先觀看實驗操作影片。

 　觀看實驗影片（7.3M）

　　有沒觀察到影片中的轉輪，在逐漸變慢的過程中，由內到外的各層，有不同的旋轉方向，而且一直在改變，有時逆時針轉，有時順時針轉？（如下圖）

（點選以上圖形，下載魔幻轉輪圖形檔案 ）

製作方法如下：

1.點選上列圖形，下載魔幻轉輪的圖形檔案。

2.列印後，剪下魔幻轉輪，並黏貼在西卡紙上。並在圖形中央剪下一個小圓形。注意：中央的小洞不要剪太大，以免小鋼珠不易黏貼固定。

3.取一廢棄的光碟片，將魔幻轉輪黏貼在光碟片上面。注意必須黏貼在正中央，以免轉動時中心點左右偏移！然後再套進小鋼珠，並以強力膠黏貼固定。

4.等黏膠乾了，確定已經固定之後，就可以玩了。注意觀察方法是：在光滑的桌面，轉動魔幻轉輪，再使用攝影機或相機觀察（以手機螢幕觀察亦可），以肉眼無法觀察出轉輪各層次的不同旋轉方向！

　　下圖中有三排半的藍色菱形，最上面一排的顏色看起來比較深，越下排的顏色則越淡。

　　這三排半的藍色菱形，真的是顏色深淺不一嗎？ 我們實際驗證看看。

　　將左邊單獨一個的菱形剪下來，然後放在第一排任何一個位置（注意：剪下來的菱形，上下不要顛倒，保持固定），仔細觀察，顏色深淺是完全一樣的！

　　接著移動到第二排，觀察看看。然後再移動到第三排，你可以發現，原來我們的眼睛又錯了！

　觀看實驗影片（4.1M）

　　如圖一，有一個以厚紙板做的雙斜坡，將二顆保麗龍球分別放在斜坡的底部，結果保麗龍球會往高處滾過去（如圖二），為什麼呢？

觀看實驗影片（2.0M）

　　首先，先點選觀看以下影片，可以看到似乎會懸浮在空中的怪異方塊。

觀看實驗影片（4.2M）

　　這個操作是利用視覺的角度造成的視幻覺，將原來凹進去的中心，看成是凸出來的。例如圖一，方塊的中心是黑色的，看起來似乎是凸出來（靠近觀察者），但是實際的構造（圖二）是凹進去的（遠離觀察者）。

　　製作本操作的方塊，請下載以下圖形，並依圖示組合成圖二的形狀。

（點選圖形下載PDF檔案，建議以較厚的紙列印）

　　四個一樣大小的方塊排成如圖一的形狀，成為一個大正方形，而且中央有一個小正方形的缺口。

　　將這四個方塊每個都旋轉180度，還是成為一個大正方形，但是中央的小正方形缺口變不見了（如圖二），為什麼呢？

觀看實驗影片（7.2M）

　　取一正方形西卡紙，以鉛筆畫出對角線，交叉點就是中心點（圖三虛線）。再以量角器和尺，畫一通過中心點，斜角為85度的直線（圖三紅色線）。

　　以相同的方法再畫出角度一樣的橫線，結果如圖四（與圖二的形狀與構造相同）。用剪刀或美工刀順著紅色線剪裁，就得到四個一樣大小的小方塊。

　　這四個小方塊就可以排成圖一、圖二的變化。

　　在一張紙卡上畫一個箭頭，放在空燒杯的後面。注意：紙卡距離燒杯大約為燒杯的直徑。在燒杯前面觀察（距離燒杯要超過燒杯的直徑），可以看到箭頭。（如圖一）

　　將水加入燒杯，神奇的現象發生了：原來朝右的箭頭變成朝左，方向改變了！（如圖二）

觀看實驗影片（9.6M）

牛奶的顏色看起來是乳白色的，但是在不同的角度可以顯現不同的顏色喔。 　　首先在300ml的水裡滴入6滴的鮮奶，攪拌均勻使其呈半透明狀，外觀看起來是淡的乳白色（如右圖右邊）。

　　使用白光LED燈手電筒，從杯子外面照射，如果是裝清水的杯子，燈光穿透杯子後看起來還是白色的（如圖一）。換成裝鮮奶的杯子，結果白色燈光變成了黃橙色！（如圖二）。

　　但是如果從側面看，整杯鮮奶看起來變成淡淡的藍色了！（如圖三）

觀看實驗影片（7.8M）

　　圖一有二個螺帽，一前一後相疊。將竹筷從右邊螺帽的底部穿出去，有可能穿進左邊（在後面）的螺帽嗎？

　　看起來似乎不可能，但是我們辦到了，如圖二，竹筷穿過左邊的螺帽了！

觀看實驗影片（6.5M）

立體劇場或立體電影的鏡片具有相當特殊的性質，經過簡易的設計可以呈現令人驚訝的現象。表演時，先拿二片立體劇場的鏡片，前後相疊，再慢慢旋轉其中一張，可以看到每旋轉90度就會一亮一暗的變化喔！

除了一暗一亮的變化，神奇的是；還可以製作以下各式各樣的色彩變化！

觀看實驗影片（10.4M）

製作方法

取立體鏡片一片，貼上膠帶，如何貼膠帶呢？方法是；上下交叉、斜著交叉、直貼、橫貼（如右圖）。只要貼的膠帶有不同的層次，亦即讓立體鏡片上有的地方是一層膠帶，有的是二層膠帶，有的是三層、四層、五層……等等，就可以顯現五彩繽紛的顏色了。 　　貼好膠帶後，將一片未黏膠帶的立體鏡片放在上面（注意：貼膠帶那一面，位於二片立體鏡片之間），再面對光亮處，慢慢旋轉其中一片，就可以觀賞萬花筒般的色彩變化了。

觀看實驗影片（13.5M）

製作方法

　　這個操作需要在暗室中進行。首先準備一支高功率的雷射筆，由裝滿水的透明水槽旁邊，水平射入光線，可以看到光線筆直穿過水槽（如圖一）。然後逐漸降低雷射筆的高度，降低到某個高度時，雷射筆的光線很神奇的變成彎曲的曲線，而且接觸到水槽底部後，彈跳起來，而彈起來的光線也是曲線的喔！

圖一	圖二

觀看實驗影片（5.8M）

1.請觀察圖一、圖二的白色線條有何不同？圖一的白色線條是垂直的，圖二的白色線條是彎的。是不是這樣呢？

2.將圖一的白色條中有「+」記號的區域塗黑，請儘量仔細，避免超出記號的區域。

塗黑之後，有沒發現圖一變成和圖二是一模一樣的？再用尺量一量，圖一、圖二的白色線條是不是都還是垂直的？

圖一	圖二

以上的操作顯示了我們的視覺並不可靠，容易受到圖形的結構的影響，將垂直的線條看成彎曲的線條。

類似的還有被稱為「Café Wall（咖啡店的牆）」的視覺幻覺。下圖圖三是黑白相間；而且每一列都是水平的。如果將每一列水平的往右移動半隔（往左也可以），注意：是水平的移動！將會形成如圖四的樣子。圖四每一列看起來不再像是水平，而是有彎曲的現象。當你用直尺量一下，可以發現其實還是水平的喔！

圖三	圖四

這是一個古老的數學謎題，利用視學不精確設計的遊戲。

如圖一，數一數有幾個小妖精（Leprechaun）？總計有：15個小妖精。然後按照虛線，將上半部圖形剪下來，左右對調之後（如圖二），再數一次，總計有幾個小妖精？是不是少了一個，只剩14個小妖精。

怎麼會消失了一個小妖精？

圖一

圖二