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魔球里的神奇幻觉

时间:2023-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:那我们就一齐乘坐一下魔球,领略一下它的奇妙的幻觉吧,这如同一场神奇的梦。为了说明在魔球里的感觉,先讨论一下人在旋转平台上的情形。如果用熔化了的蜡代替水,不停地旋转杯子,待蜡完全凝固后的表面便是很精确的抛物面。而斜着站在台面上的其他人,却奇妙得能紧贴在墙上走。这是多么神奇的童话世界,在这里重力的表现似乎失效了。在空中作高速盘旋的飞行员也会有同样的感觉。

在前面的游戏里是不动的游客所产生的错觉,如果游客所乘坐的座舱是动的,又能看到什么现象呢?那我们就一齐乘坐一下魔球,领略一下它的奇妙的幻觉吧,这如同一场神奇的梦。

为了说明在魔球里的感觉,先讨论一下人在旋转平台上的情形。由于旋转运动,在平台上的人,受着沿半径向外的惯性离心力(这个力实际上并不存在,在此为说明问题是想像出来的一种力)和重力作用,其合力的方向是斜向下的,所以人有一种倾斜的感觉。平台转得越快,这种合成运动就越强烈,也就倾斜得越厉害。

如果旋转着的平台是一个曲面——抛物面的话,它的表面在一定的速度下处处都跟合力垂直,那么站在平台上所有位置的人,都会觉得自己仿佛是站在水平的平面上,有趣的是把装着水的玻璃杯,绕着一个竖直轴很快地旋转,杯里的水便呈现这种抛物面。如果用熔化了的蜡代替水,不停地旋转杯子,待蜡完全凝固后的表面便是很精确的抛物面。当抛物面旋转起来之后,放在它上面任意位置的小球,都会象位于水平面那样停在那里,不会滚落下来。

明白了物体在旋转抛物面里所保持的状态,就很容易理解人在魔球里所发生的情形了。

魔球的底是一个很大的可以旋转的台,台的内表面是一个抛物面,台的下面是转动机构,能使台稳定的旋转,为了不使人头晕,便在台的外面罩一个不透明的大玻璃球,并使它跟台同步旋转。这样台里的人就感觉不出自己在运动,从而消除了晕眩之感。

当魔球转动起来后,你总会觉得不管走到哪里,都象如履平地,你脚下的台面都成了水平的。如果你从台的这一边走向台的那一边,你就似乎觉得整个球好象跟一个肥皂泡那样轻,随着你身体的挪动,你向哪一边移,它就向哪一边倒。使你觉得不管站在什么位置,你脚下的台面总是水平的。而斜着站在台面上的其他人,却奇妙得能紧贴在墙上走。

如果把水泼在这个球的地面上,水就会沿着球的曲面散开来,铺成薄薄的一层。在球里的人发现这里的人宛如是站在自己面前的一堵斜墙。这是多么神奇的童话世界,在这里重力的表现似乎失效了。

在空中作高速盘旋的飞行员也会有同样的感觉。如果他用每小时200公里的速度沿着一个半径为500米的圆轨道飞行,那么他一定似乎觉得地面倾斜了,变成16°的斜坡。

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