万花筒(教师展板).doc

万花筒
KALEIDOSCOPE
一、万花筒的成像规律
万花筒成像的规律可根据平面镜成像的原理来说明。现
在先讨论下面问题:物点A在成60°角的两个平面镜里能成多少个像?
根据平面镜所成的像与物体对称的特点,在图1中作出物点A在镜M1中的像A1和在镜M2中的像A2(一次成像);在这里,像A1可视为镜M2的物点,像A2可视为镜M1的物点,于是作出A1在M2中的像A3,A2在M1中的像A4(为了方便,作图时延长了镜面)(二次成像);同理,作出像A3在镜M1中的像A5,像A4在镜M2中的像A6,像A5、A6重合于一点(三次成像)。从图1可知,当镜面成60°角时,可见5个像,且这些像点和物点共圆(它们都位于以两镜交点O为圆心、AO为半径的圆周上),形成一个六角形花样。
万花筒的三块平面镜组成的是一个等边三角形棱柱,因这三块平面镜两两相交成60°角,于是人们从窥窗看去,可以看到筒底有许多三角形网络,如图2所示。这时,物A(一粒碎屑)通过镜M1、M2成像5个(如图中A1A2A4A5A6)。同理,物A在镜M1、M3中和镜M2、M3中也分别成像5个,其中三个像(A1A2A3)重复,总共成像12个,形成3组六角形花样分布在筒底的三角形网络里,也就是说,每一粒碎屑都可以形成它自己的一套六角形“图案”,而若干粒色彩各异的碎屑就能够形成一幅绚丽多彩的多套六角形“图案”。

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。