國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

穿牆術?

為您揭開魔術師穿牆而過的秘密。

目的

利用視覺上不可能的現象演示光的偏振性。

實驗

保麗龍球、壓克力管(特製)。
觀察緩緩移動中的保麗龍球,如何穿過壓克力管中間的隔板。

實驗演示

×實驗演示

原理思考

  1. 保麗龍球如何穿過壓克力管中間的隔板?隔板是什麼材料做成的?
  2. 光的偏振性是什麼?光通過偏振片會怎麼改變?

原理探究

×原理探究

  1. 光是電磁波,由震盪的電場與磁場組成。光的偏振方向即為電場振動的方向。
  2. 光線無法穿透兩張相互垂直的偏振片,因此兩張相互垂直的偏振片看起來會是「黑的」(試著將看立體電影的眼鏡的左右眼重疊,就會看到相同的結果)。影片中我們認為是隔板的物體,其實是兩張方向相互垂直的偏振片重疊而成,並沒有實質存在的「隔板」,所以保麗龍球當然可以任意穿越。

討論

  1. 如果2張偏振片偏振角度為60度時會如何?放3張偏振片角度各30度時會如何?
  2. 偏振片的材質是什麼,為何可以過濾某些方向的光,保留特定方向的光?
  3. 3D眼鏡的材質是什麼?為何可以看3D的影片?
  4. 偏振片和光柵有何不同?光柵有何特性?
  5. 偏振片在日常生活中有何應用?

參考資料

  1. Harris Benson, University Physics, Chapter 38, Sec. 38.9 Polarization.
  2. 台灣師大物理系物理教學示範實驗教室:偏極片
  3. 科學玩具柑仔店(台南縣善化國中王德麟老師):科學玩具-光學-偏光片魔術盒

製作

張宇靖、蔡昌翰
(本實驗原型為元智大學科學教育中心兼任講師林懿偉老師製作,本實驗室複製。)

指導老師

朱慶琪、張宇靖

撰稿

朱慶琪