1816年,蘇格蘭物理學(xué)家大衛(wèi)·布魯斯特爵士發(fā)明了萬(wàn)花筒。布魯斯特主要從事光學(xué)和光譜研究,他在童年時(shí)代就十分喜歡光學(xué)實(shí)驗(yàn),一生中的大部分時(shí)間都用在了他所喜愛的光學(xué)上。一次,他在用多面鏡子研究光的性質(zhì)時(shí),看到了幾面相對(duì)放置的鏡子里經(jīng)過多次反射呈現(xiàn)出來(lái)的景象,便放了一些花紙?jiān)阽R子組成的空腔里,結(jié)果,他看到了一些對(duì)稱的圖案,而且每變動(dòng)一下花紙的位置,圖案就會(huì)變換一次。
為了能使圖案不斷地變換,他將三面成角度的鏡子放在一個(gè)圓筒里,再將花紙放在筒端的兩層玻璃間。隨著三角鏡中鏡子的角度變化,影像的數(shù)目也隨之變化;影像重疊后形成各種圖案,不停地轉(zhuǎn)動(dòng)萬(wàn)花筒就可以看到不斷變換的圖案。就這樣他制作出了只要輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)就能看到不同圖案的萬(wàn)花筒。萬(wàn)花筒在一夜之間便獲得了意外的成功。這個(gè)一動(dòng)就能產(chǎn)生美妙圖案的小東西,算得上是當(dāng)時(shí)的“電視機(jī)”了。一旦某個(gè)圖案消失了,要轉(zhuǎn)動(dòng)幾個(gè)世紀(jì)才能出現(xiàn)同樣的組合。
據(jù)萬(wàn)花筒制作專家的介紹,“芯”的部分有很多類型。比如把兩片風(fēng)車狀的輪子組合在一起,通過旋轉(zhuǎn)輪子而形成各種各樣的圖案,或者在前端裝上玻璃球,并旋轉(zhuǎn)它來(lái)觀賞身邊任何一種景物,都能獲得一種前所未有的新鮮構(gòu)圖。而在前端部分填充進(jìn)各種顏色的油的組合,并通過油的流動(dòng)產(chǎn)生不可思議的圖案。
“形狀”,主要是指萬(wàn)花筒的鏡體結(jié)構(gòu),有二鏡、三鏡、四鏡、錐形、旋轉(zhuǎn)等多種結(jié)構(gòu),讓我們看到的景象,不光有圓的甜美、多邊形的嬗變,更有煙花般的魅力四射。
中國(guó)的萬(wàn)花筒
大約一百多年前,由英國(guó)人發(fā)明的萬(wàn)花筒進(jìn)入中國(guó)。由于當(dāng)時(shí)制作材料和工藝的限制,萬(wàn)花筒只能作為清王朝達(dá)官貴人的私室珍藏。隨著封建王朝閉關(guān)鎖國(guó)政策被打破,以及中國(guó)民族工業(yè)的發(fā)展,萬(wàn)花筒的造價(jià)也漸漸變得低廉,舊時(shí)王謝堂前燕,也飛入了尋常百姓家。
人們喜歡看萬(wàn)花筒,更喜歡動(dòng)手制作萬(wàn)花筒。在北京東岳廟民俗運(yùn)動(dòng)會(huì)上,就曾出現(xiàn)過長(zhǎng)約90厘米,直徑10厘米,由業(yè)余愛好者利用廢紙筒制作的萬(wàn)花筒。目前,北京民俗博物館還收藏著由北京玩具協(xié)會(huì)常務(wù)理事、萬(wàn)花筒愛好者李鴻寬先生制作的,長(zhǎng)132厘米,直徑25厘米的大型萬(wàn)花筒。
萬(wàn)花筒制作方法
用兩條長(zhǎng)十五厘米左右、寬三厘米的鏡子條(可以到玻璃商店去買邊角料)。再剪一條和鏡子條一樣大小的紙板把它的一面涂黑。把兩條鏡子條和一條紙板按圖中的樣子組合在一起(紙板涂黑的一面應(yīng)朝里),用膠布把它們貼好,再用兩條橡皮筋把它們捆牢。這就成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的萬(wàn)花筒。
把一些彩色的紙屑、彩色玻璃珠、放在一張白紙上。通過萬(wàn)花筒來(lái)觀察它們,你會(huì)看到許多星狀的圖案。旋轉(zhuǎn)萬(wàn)花筒,圖案就跟著變化。
如果你沒有鏡子條,可以用玻璃條來(lái)代替,但是你應(yīng)該把玻璃的一面涂黑或貼上黑紙,涂黑的一面要朝外。不過用鏡子條做成的萬(wàn)花筒比玻璃條做的,看起來(lái)圖案要明亮得多。
還可以用透明的水晶球或凸透鏡等制成望遠(yuǎn)鏡式的萬(wàn)花筒,具體制作步驟如下:
材料:
塑料薄鏡(或玻璃片)3面、透明玻璃球、硬紙板、彩色包裝紙、透明塑料薄膜、小刀
制作方法:
1.3面長(zhǎng)寬一樣的鏡子或玻璃片對(duì)在一起(注意:使用玻璃的時(shí)候,操作時(shí)要注意別劃傷手指),用膠帶固定住,使之成一個(gè)三角空心體。要注意,使鏡子的映照面朝向內(nèi)側(cè);
2.空心體的一頭,卡一個(gè)玻璃球,也用膠帶固定;
4.另一頭空心處粘上透明的塑料薄膜,并挖一個(gè)觀察洞;
5.后在三角體的外層粘上好看的彩色紙,用透明膠帶固定住就可以了。
快舉在眼前看看,能看到什么?哇!能看到外面的東西哪!這就是它的神奇之處,一般的萬(wàn)花筒只能看到里面的東西,這個(gè)神奇的萬(wàn)花筒還可以看見外面的景色呢!
下圖是一個(gè)典型的萬(wàn)花筒的分解圖。整個(gè)萬(wàn)花筒必須能夠旋轉(zhuǎn),使得彩色碎片能滾動(dòng)并造成不同的圖案。創(chuàng)造一個(gè)底蓋旋轉(zhuǎn)時(shí)筒身不動(dòng)的萬(wàn)花筒,要稍微復(fù)雜一些。這需要稍大的筒子,以便于底蓋旋轉(zhuǎn)。萬(wàn)花筒的材料有多種多樣,取決于小組的尋求和支付條件。筒子可以是一截從家內(nèi)外找來(lái)的卡紙管。為了得到一個(gè)終生相伴的萬(wàn)花筒,可以用聚氯乙稀的塑料管。轉(zhuǎn)動(dòng)的透明鏡子片可以是玻璃、透鏡、透明塑料或透明醋酸纖維素。三個(gè)反射面可以用鏡子玻璃,一面涂黑的普通玻璃,或者一面涂黑的透明乙烯基塑料。進(jìn)入末端小空間內(nèi)的彩色碎片則可以是幾乎所有半透明的東西。在兩個(gè)墊圈間不要放進(jìn)多的彩色碎片,如果你們放多了,它們不可能滾動(dòng)得很好,并且可能擋住過多的亮光。