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制作太阳能棉花糖烘焙机
在本节中，我们将介绍如何制作由太阳驱动的棉花糖烘焙机。它可以由现成的材料制成，虽然它可能比传统的烤棉花糖方法（在篝火上）更安全一些，但它仍然会引起火灾，并且只能由您信任的人使用火柴。
像本书中的大多数项目一样，它不仅仅是一个有趣的玩具，而是一个教授重要科学原理的玩具。
我们需要什么：
页面放大镜。技术上称为菲涅耳透镜（发音为freh-nell），这是一块几乎有笔记本页面大小（7英寸x10英寸）的塑料，用于放大书页以使其更易于阅读.这些可以在药妆店和文具店买到，也可以在我们的目录中买到。
一个小纸箱。实际尺寸将取决于放大镜的焦距。我们使用的放大镜将太阳聚焦到距离镜头10英寸半的点上的一个小亮点。这意味着侧面10英寸的盒子是完美的。实际尺寸并不重要，因为我们将讨论调整大小盒子的方法。
一包竹签，用来装棉花糖。您也可以使用衣架线或长火锅叉。
一些铝箔。
一些胶水。
一些磁带。
第一步是在盒子上切一个孔，每个边缘比菲涅耳透镜小1/4英寸。
然后我们把镜头贴在盒子里面。镜片有光滑的一面和有凹槽的一面。带凹槽的一面应朝外，远离盒子的内部。
接下来，我们将铝箔粘在盒子的内部，除了有镜头的那面之外的所有侧面。这是为了确保如果盒子不小心放在阳光下，镜片会从闪亮的铝上反射出来，而不会在纸板上烧出一个洞。
箔纸应该是有光泽的一面朝外，如果起皱也没关系。
在镜头对面的盒子一侧，我们现在切一个方形孔，大约是棉花糖大小的两倍。
在孔的两侧，我们剪下小的三角形标签来固定烤肉串。这些标签向外弯曲，并且串在它们上面。
上面的照片显示了棉花糖烘焙方法有点过分热心的结果。虽然外面可能有点过头了，但你可以从串上结果的下垂位置看到，里面是温暖的奶油味。
明亮的阳光，集中在高反光的白色棉花糖上，很难看。焊接护目镜是大多数五金店的廉价商品，为参与者增添了额外的兴奋和敬畏感。非常深色的眼镜（或两副深色眼镜）或日食观察眼镜也可以很好地工作。
一层薄薄的巧克力糖浆或可可粉有助于棉花糖吸收阳光而不是反射阳光。这加快了烘烤过程，并减少了眼睛的眩光。有些孩子喜欢他们的棉花糖“做得好”，首先通过将棉花糖放在镜头的确切焦点上来燃烧一个小黑洞，然后通过稍微远离焦点来扩大黑点。黑点很好地吸收了阳光，棉花糖煮得很快。
这款烘焙机也可用于制作维也纳香肠或一口大小的热狗。
它是如何做到的？
平板玻璃不会放大。要放大图像，玻璃必须具有弯曲的形状，就像放大镜一样。“透镜”这个名字来自拉丁语中的小扁豆，一种具有圆盘形状的种子，其顶部和底部表面向外弯曲。
但是我们在棉花糖烘焙机中使用的菲涅耳透镜似乎是平的。这是因为制作平面放大镜时使用了特殊技巧。
请记住，我们说过平板玻璃不会放大。
在普通镜头内，我们可以绘制许多矩形区域。这些区域是玻璃的，但由于它们具有平坦的边缘，因此它们无助于镜头放大。所以它们对于放大镜的目的是没有用的，只会给镜头增加不必要的重量和成本。
下图的第二部分显示了如果我们去掉无用的部分，只保留放大镜头的部分，剩下的部分。
我们得到的“镜头”的一侧是平的。但另一边有弯曲的山脊。这些弯曲的玻璃片（或我们的菲涅耳透镜中的塑料）以与原始透镜相同的方式弯曲光线。对菲涅耳透镜如何工作的讨论实际上是对实际情况的简化。稍后我们将更详细地解释。
如果你用手指摩擦菲涅耳透镜，你可以感觉到这些脊。
吸收
集中阳光只是烘焙机中发生的事情的一半。另一半是当光线照射到棉花糖时会发生什么。
棉花糖是白色的。它反射了几乎所有击中它的光。只有一小部分光被吸收。当光被材料吸收时，它不会丢失。来自光的能量移动棉花糖的分子。运动的分子就是我们感觉到的热量。
为了加热棉花糖，我们不得不使用镜头中最小的光点，所有的阳光都集中在一个小点上。棉花糖吸收的一小部分光现在足以加热棉花糖，直到它在那个地方燃烧。
但现在棉花糖烧焦的部分不再是白色的了。它不再反射很多光。这就是为什么它看起来是黑色的。黑色物体是那些吸收的光比反射的多得多的物体。
现在这个地方正在吸收大部分的阳光，它很快就会变热。如果我们不移动棉花糖，它就会着火。
我们将棉花糖移近镜头，因此来自镜头的光环更大，因此更不集中。它仍然足够浓缩，可以烤棉花糖上的黑点，让它变大。
通过在棉花糖上涂上深色物质，如巧克力糖浆或可可，我们可以加快棉花糖的加热速度。
更多关于菲涅耳透镜
我们关于菲涅耳透镜如何工作的讨论，我们给出了标准的教科书解释，它解释了这个概念，但错过了一些如果你想用透镜做实际工作很重要的细节。
在简化的示例中，我们只是将弯曲的部分向下移动以平放。但设计用于将光线聚焦到一个点的曲线取决于镜头的中间距离焦点比边缘更远。如果我们只是将这些碎片向下移动，它们就不会将光线聚焦到一个点上。边缘会将光线聚焦到与之前相同的点，但是当我们移动到镜头的中心时，焦点会移动得更远，与我们向下移动碎片的量相同。
真正的菲涅尔透镜弥补了这一点。无论光线离镜头中心有多近，曲线都是为了将焦点保持在同一点。
菲涅耳透镜的一侧通常是平的。将焦点保持在某一点的修正只能从一个方向起作用。透镜最常用于聚焦光线，凹槽面必须面向太阳，而平面面必须面向焦点。如果镜头倒置，则不会聚焦到锐点。边缘会聚焦得太近，而中心会聚焦得太远。这就是为什么我们说要确保镜片的凹槽面朝向盒子外面（朝向太阳）。
