每个实验分为两部分:准备工作——将告诉你如何在观众到达前准备实验;魔术时间——将告诉你如何表演魔术。一些实验中还有“其乐无穷”部分,它将告诉你如何在原实验的基础上尝试不同的改变。“魔术小贴士”部分将对实验内容进行友情提示。“魔术效果”部分会展示实验所取得的成效,最后的“真相揭秘”部分则会对实验原理进行完整的阐释。
当一名合格的科学家
1.完整阅读实验说明并在实验开始前收集实验所需的所有材料。
2.做好笔记。写下你的实验过程及结果。
3.严格遵循实验说明。不要擅自尝试需在成人陪同下进行的实验步骤。
4.如果你的实验在初次尝试时不能达到预期效果,请继续尝试或者稍微改变实验方式。实验并不是每次都能一次成功的。
5.始终保持开放的态度。敢于问问题和寻找答案。提出好问题并找到最佳答案,你就在科学家必经的道路上又迈进了一步。
怎样成为一名出色的魔术师
为了成为一个出色的魔术师,你需要掌握以下4 个要点:道具、准备、练习和表演。
1.道具。道具是指魔术师所使用的工具和器材,包括魔术桌、舞台背景幕布、魔术师服装、魔术棒和一些实验所需物品。你需要在表演开始前花费一些时间制作和装饰你的道具。以下是每个魔术师必备的道具:
魔术桌 在桌上铺一层装饰精美的绒毯,例如镶有锡箔星星和月亮图案的黑色大绒布。你可以在绒布下隐藏其余道具。
舞台背景幕布 幕布依然可以是镶有锡箔星星和月亮图案的黑色大绒布。你可以用胶带和图钉把它们固定在墙上。当然,请在固定前获得家人的允许。
魔术师服装 用亮片或其他闪亮的材料装饰旧帽子和马甲。用锡纸制作星星和月亮,然后把它们缝到衣服上。
魔术棒 把一根木棒涂成黑色,并在一端系上飘带、星星或月亮做装饰。
2.准备。计划你要做的魔术小实验。用一些或长或短的小把戏使它更加生动。
3.练习。每个实验都要多练几次。直到你可以在亲朋好友面前流畅地进行表演。你的所有举动看上去必须自然生动。最好在镜子前练习。
4.表演。加上一些魔法口令,例如“巴拉巴拉”或“普噜普噜”到你的魔术中,会让你的魔术看起来更加神秘。
讲一些小笑话逗你的观众开心。记得向观众介绍自己和你的助手(如果你有助手的话),在魔术结束时向观众致谢,感谢他们前来观看你的表演。请不要忘了深情地鞠一躬!
培养科学思维
实验都可作为科学研究的起点。做完书中的实验后,你想到了什么问题?一些可行的实验在“其乐无穷”中都有建议。
进行科学研究,首先要提出假设,写下你要研究的问题。假设是指对实验结果有一定依据性的推测。假设的目的是对发生的现象进行合理解释。例如,如果你喜欢牛奶魔术实验,你会猜想是否用其他种类的牛奶,如低脂奶或脱脂奶也能够达到全脂奶的魔术效果。这个实验的假设就是全脂奶的魔术效果最佳。
为了验证你的假设,首先要设计一个实验。在牛奶魔术实验中,你可以尝试3次。每一次用不同种类的牛奶:全脂奶、低脂奶和脱脂奶。确保做好实验记录。接下来分析你记录的实验数据。在一些实验中,你可以通过画图,或是建立曲线图、表格等形式来展现每个实验的结果。
最后,得出结论以表明你的实验结果是支持还是否定你的假设。
这个过程被称为科学方法。当你遵循科学实验的方法开展实验时,你必须以假设为起点,通过实验来验证,分析得到的结果,并得出结论。
警告
一些科学实验和魔术可能存在一定的危险性。在使用一些需要成人帮助的工具(例如火柴、小刀或其他危险物)时,向成人寻求帮助。不要忘记需经得成人的批准后方可使用家里的物品,当你完成魔术实验后,归置好实验器材并打扫你的工作区域。好的科学家和魔术师应当思维缜密、做事细心,以避免发生事故。
化学是一门研究物质的科学。物质即任何有质量并且占据空间的物体。所有的物质都由被称作原子的极小粒子组成,原子以结合或链接的方式形成分子。
物质有3种常见状态:固体、液体和气体。在固体中,粒子(原子和分子)紧紧地结合在一起。它们并不四处游动,只是在原地振动。这就是为什么固体有确定的形状且不容易变形的原因。液体中的粒子互相接触但它们容易滑动。液体有确定的体积,但它们的形状很容易发生改变。气体中的粒子彼此相隔甚远并且移动飞快。这就是为什么气体没有确定的形状与体积的原因,例如空气。大多数物质以这3种状态存在。例如,水存在于固体冰﹑液体水及水蒸气中。以各种状态存在的物质十分奇妙。要想了解更非凡的物质魔术,请尝试本章中的小实验。
当你将去污剂加入酚酞酒精溶液时,溶液变成粉红色。当你加入健胃消食片后,溶液又再次变得澄清。正如你在“变色小魔术”实验中所了解的,黄酚酞咀嚼片中的酚酞是一种化学指示剂。当酚酞与酸性或是中性物质混合时,它是透明的;当它与碱性物质混合时,则呈现粉红色。去污剂是碱性的,当你把去污剂加入酚酞酒精溶液时,它就会变成粉红色。健胃消食片在水中溶解变成碳酸。碳酸是弱酸性的,在苏打水中很常见,当二氧化碳气体溶于水就会形成碳酸。当酸与碱混合,它们互相中和,形成了既不是酸也不是碱的中性溶液。所以当你混合碳酸与去污剂时,酸和碱互相中和形成中性溶液。酚酞与中性溶液混合时是透明的,所以溶液再次变得澄清。
水大约覆盖了地球表面的2/3。人体中约65%是水,西瓜含水量达90%以上。人类和大多数动物都需要喝水,植物同样需要吸收土壤中的水分。水对于生命至关重要,仅靠这一点,水就已经神奇无比了。
水的特殊性还体现在其他方面。水分子由两个氢原子和一个氧原子构成,化学式是H2O。在日常生活中,水可以以任意3种物质形态存在,并且经常变换物质形态。液态水蒸发,意味着水从液态变为气态,即水蒸气。水蒸气凝结,水又从气态变为液态。水被加热至100℃时,会沸腾并转化为水蒸气。0℃时,水会凝固成固态冰。在本章中尝试一些“水的小花招”来了解水及水的其他特殊性质。当水处于固体状态——冰时,水分子紧紧地聚合在一起,这些聚合的水分子振动着。水处于液态时,水分子不仅振动,还会四处移动。当水变热时,水分子的运动愈加剧烈,并开始互相撞击。
微波炉依靠加速食物中的分子运动来加热食物。然而,微波却对只轻微振动的分子不起作用。所以当水和冰都在微波炉里加热时,水的温度迅速升高,但是冰却没什么变化。如果你把冰继续放在微波炉里加热,它会开始融化。但是冰的融化并不是因为微波而是因为室内的温度。因为受到微波的影响,所以少量融化的水会在冰的表面继续升温。这个过程会持续进行,最后冰将融化殆尽。这就是微波可以解冻冷冻食物的原因。把微波调至低温,房间里的热度会使冷冻食物融化,使水从固态变成液态。液态水被微波加热并使得紧靠着它的食物升温。这个过程将持续到冷冻食物融化。通常情况下,食物的边缘地带会比中心部分更先加热并被烤熟。
这个实验中有两种力在共同起作用(力使得物体改变形状或运动状态)。一种力是重力,它是地球对其表面附近的物体所产生的吸引力。重力使所有物体落向地面。
1726年,“流体力学之父”丹尼尔•伯努利首先提出伯努利原理:流体(比如空气、水)的流速越大,流体产生的压力就越小;如果流速越小,流体产生的压力就越大。这个实验正好证明了这一原理。
吹风机里吹出的气流速度非常大,因此气压也极低。乒乓球正好被这样的低气压区包围,区域外的气压却比较高,这使得乒乓球静止在低气压区。重力把乒乓球往下拉,但是气压又迫使它向上。在两种力的共同作用下,乒乓球只能悬在空中。
高尔夫球或空心棒球的飞行同样也受到伯努利原理的影响。高尔夫球杆击出的球应该具有一种下旋力。当旋转的高尔夫球在空气中运行时,由于下旋力的作用,球体上沿空气的运行方向与空气流动方向一致,而球体下沿空气的运行方向则正好与之相反。正如前面所描述的曲线球,根据伯努利原理,由于受到球下面高气压的推举作用,旋转的高尔夫球会向上移动。如果击球者出现失误,以侧旋的方式击中球,同样的影响会导致球急剧偏左(右手持杆的高尔夫球手打出的侧旋球)或急剧偏右(左手持杆的高尔夫球手打出的侧旋球)。
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“知识丰富,且种满趣味性!”
——美国《学校图书馆杂志》
“清晰而生动……将人体错觉与科学事实联系起来。”
——美国《亚拉巴马州书目》
“语言简单而直接,又不失趣味性……这种朴实无华的叙述未来可能会赢得一些研究人员的支持!”——《科学美国人》