一分钟就能玩的光影小游戏

牧心

这周的综合实践课和道德与法制整合课程，老师教我们做了一个有趣的实验：只需要非常简单的材料，一分钟就能玩的光影小游戏。

我们把纸杯挖掉底部，把透明塑料纸蒙在底部圆孔处，用皮筋儿绑好，然后就可以在塑料纸上自由作画。

勾边的部分最好用记号笔，这种笔比较容易在塑料纸上着色。其他颜色可以用水彩笔涂染，当然，如果你有彩色记号笔，效果就更棒了！

画好之后把家里的窗帘拉上，灯关上，用手机的手电筒从纸杯的宽口照射进去，让光线投过纸杯和塑料纸，打在一面干净的墙上。画的图案就投射到墙上啦。

我们的水彩笔不是很容易上色，但是淡淡的晕染效果也不错。

旋转纸杯，这朵花也跟着旋转起来

实验初步成功，忍不住在纸杯前比一个小心心，看，它也投射到图案中了。

再来比个剪刀手看看！

剪刀手离纸杯很近，投射出的图案很大，但是把手离得更远些（更靠近墙面的方向），剪刀手的投影就变小了呢！

再看看图案本身，如果我们把纸杯离手机远一些，投射的图案就小

纸杯离手机越近，投射的图案就越大。

这下我们来了兴致，又试着改变了我们和墙面的距离，我们发现，当纸杯和手机距离一定的情况下，它们整体离墙面越远，投射的图案越大，离墙面越近，投射的图案越小。

这远远近近，大大小小的关系，有什么道理吗？

妈妈建议我们画图看看。

在很小的时候我们就知道手电筒射出的光线是直的。在这个图里，我们用一个小太阳代表光源，假设距离光源和纸杯，有三堵墙，最远的是a1，其次是a2，最近的是a3。那么假设光从纸杯底部透过透明纸射出来成一定的角度（这个角度到底是什么，我们不知道），但是如果光源和纸杯的距离不变这个角度好像是不会变的。

那么，投在最近的墙上图案比较小，投在最远的墙上比较大。这个图示是我们按照实验的结果推测的。

刚才是从侧面看，试着从上面看，三堵墙由远到近还是a1，a2，a3。那么投影的宽度也是a1最宽，a3最短。

下面加上剪刀手看看。请原谅我们这个剪刀手画得有点丑（😓），为了看得更清楚，还把它涂黑了。

当小手手离纸杯非常近，近到几乎要贴在图案上的时候，可以想象这个小手手跟图案相比是很大的，光照投射出来它的影子大概在b1和b2的范围之间。

那么，无论投在哪一堵墙上，看起来它都是很大的。

这回我们把手放远一点，手本身是并没有变大的，只是离纸杯和光源更远了，我们假设它非常接近离得最近的a3这堵墙吧，如果我们想象光线已经打过来了，快要到a3的时候被剪刀手遮挡住了一部分，这一部分光线造成的阴影，和我们直接把剪刀手贴在墙面上几乎一样大了。剪刀手投在a2和a1的阴影则会更大。

但是同一堵墙，比如a1，小手离纸杯越近，投在a1上的阴影越大，最极端的情况我们把手贴在a1这堵墙上，会怎么样呢？这时候剪刀手只能遮挡到和手一样大的光线，造成一个与手同大的阴影。

到目前为止，我们研究了在纸杯和光源之间距离不变的情况下，墙面远近及遮挡物远近与投影的关系。

现在再看纸杯和光源之间的距离问题。

我们通过实验发现，当纸杯和光源距离较远如a1，投射的图案较小；当纸杯和光源距离较近如a2，投射的图案较大。就像下图这样。

但这是为什么呢？

我们有一个猜测:

当光源离纸杯较远的时候，关线照到了很大的空间，这时候可以发现墙面是有光的。穿过纸杯投到墙面上的圆形图案是其中的一个部分。

而当纸杯和光源非常近的时候，光线的大部分都通过纸杯投出来了，这时候投到墙上的图案几乎集中了全部的光。

我们试了一下，在光源离纸杯非常远（大概一米）的时候，投射出来的图案仅仅拥有一个小黑边，黑边内外都是亮的，也就是说，都有光。

不知道我们的研究是否成立，也许我们猜想得不对。但我们喜欢这种“在思考”和“在探索”的感觉。

上周我们看了一个关于宇宙的纪录片，中文译名叫做《旅行到宇宙边缘》，里面有一句旁白深深地触动了我们：

“有时感觉我们看到的越多，了解的却越少”，或者说，越会发现，我们懂得的越少。这正是我们在探索各种问题中的感觉。

是什么？为什么？怎么样？

我们习以为常的事物，却有数不清的谜。

感谢您的阅读，我们是悦晞和悦晗，探索二人组。