小叮噹放大鏡

原作者：黃乃文
關鍵詞：視角、日環蝕、日全蝕
同義詞：錯視、錯覺

當我們用雙眼判斷物體的大小與距離時，往往不甚準確；例如把兩個物品放在不同的距離外觀察，就會產生各種視覺組合；不但能增添生活情趣，對天文觀測也有很棒的參考價值。

探究問題

1. 月亮與太陽的直徑差別很大，為什麼看起來大小相同呢？
2. 兩枚相同的一元硬幣，如何讓他們看起來大小不同呢？如何測量一元硬幣跟十元硬幣的直徑呢？如果要讓兩枚硬幣看起來大小相同甚至大小相反，要如何操作呢？

實作項目

1. 材料
   油黏土、一元硬幣、十元硬幣、竹籤、乒乓球、手機或照相機
   
2. 製作
   
   1. 用黏土將兩枚一元硬幣直立於桌上。
      1. 問題一：用單眼觀察時，要如何做才能讓兩枚硬幣看起來大小相同？先猜想再操作。
      2. 問題二：用雙眼觀察時，有可能讓兩枚硬幣看起來大小相同嗎？先猜想再操作。
   2. 用黏土將一枚一元與一枚十元的硬幣直立於桌上，用單眼觀察。
      1. 問題一：如何使兩枚不同的硬幣看起來大小相同？先猜想再操作。
      2. 問題二：生活中有那些現象也有類似的錯覺呢？
   3. 用竹籤刺穿乒乓球模擬太陽，再用黏土將一元硬幣黏在竹籤上模擬月球；然後用黏土將兩支竹籤固定於桌上，並保持與桌面垂直。
      1. 問題一：能夠用乒乓球與硬幣模擬日環蝕的過程嗎？先猜想再操作。
      2. 問題二：能夠用乒乓球與硬幣模擬日全蝕的過程嗎？先猜想再操作。

結果與討論

光線以直線前進，因此物體的視覺大小與觀察者和物體的距離有關。物體距離觀察者近，看起來較大；反之看起來較小。

1. 活動一：相同大小的兩枚硬幣，距離觀測者愈近的看起來會愈大，距離愈遠的看起來會愈小。
2. 活動二：不同大小的兩枚硬幣，若是大硬幣離觀測者較遠，則兩者看起來可能同樣大。
3. 活動三：當月球（硬幣）距離觀測者近，而太陽（乒乓球）距離較遠時，就能模擬日全蝕的現象；反之就像是日環蝕了。

教學目標

各年齡層都可進行本活動。若要討論月球與太陽的相對距離，建議中學程度以上。

1. 知識上：認識光的直線前進特性，瞭解物體距離與大小（視角）之間的關係。
2. 技能上：能運用相機拍攝物體相片與影片，模擬日環蝕的過程。
3. 情意上：對天文產生興趣，願意探究科學原理。

應用

1. 在科學上：日全蝕與日環蝕現象的解釋。
2. 在科技上：測量物體大小與距離的關係，進而測出物體的相對速度。
3. 在藝術上：改變物體間的相對距離，可以拍攝出巨人與精靈的趣味影像。
4. 進階活動：用視差法實測月亮與太陽到地球的距離。