【明報專訊】要數神秘又浪漫的玩具，萬花筒肯定榜上有名。只要輕輕轉動筒身，旋即帶你進入一個奇幻世界，五彩繽紛的景象，叫人着迷。不過，原來夢幻般的仙境，只靠一種東西打造出來！小朋友，想揭開萬花筒的神秘面紗嗎？只要明白背後的科學原理，你都可以輕易DIY一個百變萬花筒啊！
好玩的玩具，不一定涉及高科技或人工智能，流傳了超過兩個世紀的萬花筒就是好例子。「它只是一種光學玩具。」宣道會陳元喜小學創科及資優教育主任甘浩然（甘sir）說。
萬花筒神奇之處，在於它可以綻放千變萬化的圖案，卻不靠任何複雜的「機關」。甘sir表示，製作萬花筒的材料十分簡單，在家居都不難找到，「只是紙筒、彩珠、透明膠片等，但最重要的，就是能反光的鏡面紙」。
利用光學原理 反射對稱圖案
要解釋萬花筒的成像原理，必須先了解光的傳播方式。小朋友，你還記得光的特性嗎？對！光是以直線傳播的，當光線照射在平滑的表面時，例如我們日常使用的平面鏡，鏡子便能夠有規則地把光線反射出去，產生影像。萬花筒正正是利用光和鏡的反射原理去建構的。
聰明的孩子看到這裏，或許會立即質疑，平日照鏡子，也只會看見一個影像，並沒有產生如萬花筒般的視覺效果啊！甘sir解釋，關鍵在於萬花筒內藏的，其實不止一張鏡面紙，「至少需要3張，並且反光面要向內，形成一個三角柱體」。這樣，當光線進入紙筒，3張鏡面紙就充當成3面鏡，同時間把紙筒底部的彩珠作出多次反射，由孔中看去，即可觀賞到多個對稱的圖案，就好像一朵朵綻放的花。
鏡子夾角大小 影響成像數目
基於這個科學原理，萬花筒內藏的鏡子數目多寡，以及不同的柱體形狀，都會為圖案帶來變化。小朋友，不如一起來做個實驗，試試用4張鏡面紙組成四邊形柱體、用5張鏡面紙組成五邊形柱體，甚至用6張鏡面紙組成六邊形柱體，然後置於萬花筒之中，再記錄所呈現的圖案變化吧！
甘sir還有一個小貼士給大家，「鏡子間的夾角大小，都會令構圖出現變化」。舉例，利用量角器將2面鏡子的角度分別擺成60°和90°，在中間放玩偶，我們會發現，夾角60°時，鏡中有5個玩偶；夾角90°時，鏡中則只有3個玩偶。「簡單來說，夾角愈小，我們見到的影像數量就愈多，視覺效果會更加豐富；相反，夾角愈大，所產生的影像數目便愈少。」
■DIY獨一無二萬花筒
小朋友，想鞏固所學，不如齊來動手做吧！只需要幾樣簡單的材料，再跟着美術導師Natalie的指導，即可創作出獨一無二的萬花筒。
材料︰
兩個廁紙筒、鏡面紙、彩色玻璃紙、彩片彩珠、透明膠片、紙皮、花紙、長間尺、雙面膠紙、膠紙、剪刀
做法︰
1.剪裁一塊長20厘米×闊12厘米的紙皮，四邊貼上雙面膠紙
2.貼上尺寸相若的鏡面紙，掃平
3.裁剪成3張長20厘米×闊3.75厘米的鏡面紙皮
4.在3張紙皮的底部，用膠紙貼連起來
5.反光面向內，摺成一個三角柱體，用膠紙貼實
6.兩個廁紙筒分兩端套入三角柱體，底部位置預留少許空間
7.在透明膠片畫上廁紙筒的圓周，再剪兩塊下來
8.把圓形膠片放入紙筒底部，再在上面撒上已剪碎的彩色玻璃紙及少許彩片彩珠
9.用另一塊圓形膠片封口，再用膠紙，以圖示的方式圍邊貼好
10.剪裁一塊圓形紙皮，蓋在紙筒頂部，用膠紙封實。之後在中央位置，用筆鑽一個小孔
