第八章光在生活中的作用
一、如何在日食時觀看樹葉的陰影
如果在日食時觀看樹葉的陰影，便會看到投影在地麵上的許多日食時太陽的像。這些像都是由樹葉間的微小孔隙構成的針孔所成的像。它們在白天總是存在的。不過，通常淹沒在眩目的亮光之中。在日食時，這種眩目的亮光就減少了。因此發生日食時易觀察到太陽被蝕的像。
二、五像照片的形成
有一種攝影術，可以在一張照片上拍攝出一個人的幾種不同的麵相。它比普通照片的優點在於能把照片裏的人的特點更加完全地表現出來，從而使人選擇一種更能表現出特點的麵相來。
這樣的照片是怎樣拍的呢?這得借助於平麵鏡來幫忙了。讓照相的人背朝著照相機A，麵朝著兩麵直立的平麵鏡CC坐著，兩麵鏡子所成的角度是72°。這樣在兩麵鏡子裏應該反射出四個人像，它們各用一種姿勢向著照相機，連相機拍攝的實像，便得到了一幀五像照片。所用的平麵鏡應該沒有鏡框，以免鏡子照進相片裏，另外，為了在鏡子裏不映出照相機，必須在相機前麵放置兩張幕BB，幕的中間開個小縫，放置鏡頭。
照出像的數目要看兩麵鏡子所呈的角度。角度越小，成的像就越多。呈90°時，可以得到4個像；呈60°時，可以得到6個像，呈45°時，可以得到8個像……不過反射的次數越多，像就越暗淡，所以一般都限於拍攝五個像。
三、動物保護自己的防禦功能
隱身帽和隱身法盡管不存在，但是把物體塗上適當的顏色，使自己隱蔽起來不易被發現，這種隱身法還是可以實現的。優勝劣汰是自然界生物存亡的根本法則，為了求得生存和興旺，生物首先要適應外界環境，使自己披上了形形色色的偽裝，這就是所謂的“保護色”或“掩護色”，這樣的例子是舉不勝舉的。沙漠裏的動物，大多披上了具有沙漠特征的微黃的“沙漠色”，比如那裏的獅子、鳥類、蜥蜴、各種昆蟲等等。在北方雪地上的一切動物，如凶猛的北極熊，輕盈的海燕，都染上了一層白色，它和皚皚白雪融為一體，不易被發現。還有生活在樹枝上的蝶蛾、毛蟲、變色龍等，顏色都非常接近樹皮的顏色。
你如果想要捕捉一隻在草地上的蚱蜢是很困難的，因為它淹沒在綠色的背景裏，使你分不清它隱藏在哪裏。
海洋裏的各種動植物也都有很好的保護色。在褐色藻類裏生活的海生動物，都有“保護性”的褐色。生長在紅色藻類水域裏的動物，主要的保護色是紅色。銀色的魚鱗也同樣具有保護性；從水麵上方往下看像麵鏡子，它保護魚類免遭在空中搜尋它們的猛禽的傷害；從深水處往水麵看更像麵鏡子(全反射)，這樣便使銀色的魚鱗同發亮的銀色的背景融為一體了。再如水母和水裏的其他透明動物，如蝦類、軟體動物等，它們的保護色完全是無色和透明的。
還有些生物適應周圍環境顏色的本領更為高明，能按照環境條件的變更來變換保護的色調。如在雪地裏身披白色毛皮外衣的銀鼠，如果不隨雪的融化而改變自己毛皮的顏色，那就失去了保護的作用。因此在春天，這種白色的小動物會換上一身紅褐色的新外裝，使自己的顏色跟那新從雪裏裸露出來的土壤的顏色一致。當冬天再次來臨時，它們又銀裝素裹了。
四、隱身的目的
動物順乎自然的本領，千奇百怪，形形色色，其變換的高超、造型的微妙，令人讚美叫絕。人們從自然界那裏學會了這種有用的藝術，把自己偽裝起來，以達“隱身”之目的。比如野戰軍戰士穿的五彩斑斕的軍裝，灰色鋼甲的艦船，運送輜重的列車、大炮、坦克、防禦工事，乃至兵營往往用特製的網罩著，網眼裏還要編上一簇簇的草狀物，以示掩護。
各種軍用飛機，為了不易從地麵和空中被發現，要分別塗上褐色、暗綠色、銀色和紫色等顏料。如飛機的底部，為了迷惑地麵上監視者的視線，得塗成跟天空一致的淺藍色、淺玫瑰色和白色。用這種顏色在飛機的表麵上塗成許多小斑點。在740米的高空，這些顏色會同那不顯眼的一般背景融為一體，行使在高空的飛機就不易被監視者發現了。夜晚執行任務的飛機一般塗成黑色。
由此看來，古代神秘傳說中的隱身術，已分別在不同方麵得到了廣泛的應用。
五、潛望鏡的作用
公元前2世紀，我國古籍《淮南子》中有這樣一段記載：“取大鏡高懸，置水盆於其下，則見四鄰矣。”這句話的意思是說，把一麵大鏡子懸掛在高處，另拿一盆水放在院裏，和鏡子相對，再移動水盆的位置，就可以從水盆中看到院外四鄰的動靜。這個記載生動地反映了光的反射定律的應用。這和人們照鏡子能看到自己的像同屬於光的反射現象。即從四鄰射來的光線先射到大鏡子上，經過反射，部分光線到達水麵，再從水麵反射到觀察者的眼睛裏，於是就可以隔著院牆看到院外的部分情景。移動水盆，還可以看到院外的其他情景，這確實是一個十分巧妙的裝置，也可以說是世界上最早的潛望鏡。它比19世紀末才在西歐出現的潛望鏡要早2000多年。
潛望鏡的構造很簡單：在一隻有兩處拐彎的管子裏，上、下拐彎處各裝一塊平麵鏡，它們互相平行，且和水平方向呈45°角。這樣，從管子上方射入的光線經過兩次反射，就從管子下方射出。潛望鏡在軍事上大有作為，它可以在戰壕（或潛水艇及其他掩體）裏窺視敵人的行動。
六、凹凸鏡的反射原理
相傳有一則古代物理學家和愛國主義者阿基米德大破羅馬戰船的故事。公元前215~前212年間，羅馬人大舉入侵希臘，派出一支裝備著精兵的船隊，準備攻打阿基米德的家鄉敘拉古城。麵對來勢洶洶的強敵，阿基米德向國王獻出破敵守城的妙計。他叫守城人列隊排在海岸邊，每人各執一麵“魔鏡”，把陽光向羅馬戰船反射過去。不一會兒，船隊燃起了熊熊大火，船毀人亡，使羅馬人打了一場莫名其妙的敗仗。其實，所謂的“魔鏡”，實為現在的凹麵鏡是也。“魔鏡”把反射的陽光會聚在一起，由此而產生的高溫把戰船燒毀了。
我國古代，也有可以用來取火的“魔鏡”，叫做陽燧。《淮南子》中就有《陽燧取火於日》的記載。王充在《論衡》中也寫道：“驗日陽遂(燧)，火從天來。”就是把陽燧(凹麵鏡)對著太陽，天上的火就被引下來了。
凹麵鏡是反射麵向裏凹的一種球麵鏡，光在球麵鏡反射的時候，也遵守反射定律，凹麵鏡能“取火於日”現在被廣泛地用來製作太陽灶和太陽爐，成為開發利用太陽能的重要工具之一。有一種傘形太陽灶，直徑約1米多，用塗鋁的滌綸薄膜做反射鏡。這種太陽灶既軟又輕，可以隨身攜帶，作為炊事用具十分方便。太陽爐可以獲得更高的溫度，供給汽輪機以蒸汽，或者熔化難熔的物質。
日前世界上最大的太陽爐，建在法國比利牛斯山的東部。它的凹麵鏡有9層樓房那麼高，由9000塊反射鏡片排列組成，表麵積是2500平方米，聚焦溫度高達4000℃。這座太陽爐是專門進行高溫物理化學試驗材料加工，製造超純物質和耐高溫材料的。
光線傳播具有可逆性，假若把光源放在凹麵鏡的焦點上，從光源發出的光線被鏡麵反射以後，就變成彼此平行的光線射向遠方。根據光的這種可逆性質，人們製造了手電筒、照明燈和探照燈等燈具。它們的燈泡都處在凹麵鏡的焦點上，能發射出平行光束。比如現代大型探照燈發出的強平行光，可以照亮十幾千米以外的物體。
七、柱虹是怎麼回事?
有時，當在水麵的上空出現彩虹時，會在虹的底部呈現極為罕見的光柱，因為和虹相伴隨，便稱之為柱虹。柱虹是反射虹的一部分。正常的虹是由直接的太陽光形成的，而從水麵反射的光可以在天空中形成另一條彩虹。雖然這種反射虹所需要的幾何條件與正常虹相同，但是它在天空中的方位，由於反射的緣故與正常虹不同。如果整條反射虹都能被看到的話，那麼這條虹的中心應位於天空中更高的地方，因此我們能看到的隻是在地平線附近的一段而已。這段反射虹與地麵的夾角，比一段正常虹與地麵的夾角要大。同時太陽光在水麵反射時要損失一些，因而反射虹比正常虹弱而少見。
八、反射虹與柱虹的區別
如果你有幸看到一條彩虹和它在水中的反射虹，那麼你就會注意到它們的形狀和位置是有差異的。比如，要是天上有雲，你可以看到如圖8-1中所示的類似現象。為什麼雲相對於彩虹的位置有如此的差異呢?
圖8-1
這裏看到的反射虹和上麵的柱虹不同，盡管都有反射現象。在這裏，反射虹不過是正常虹的鏡像。由於所看到的反射虹的彎曲程度比正常虹的彎曲程度來得小，所以反射虹看來比較平些。外表上的差異是由於散射角不同而產生的，如果從水滴射出的光線經水麵反射後對形成虹有貢獻的話。滿足這種角度的水滴位於天空中的仰角，比直接產生虹的水滴在天空中的仰角低。
九、形狀奇怪的露虹
在露水覆蓋的草地上有時也能看到彩虹，這種虹叫做露虹。類似的虹也能在浮有油層的池塘上或路燈下麵的街道上出現。正常的露虹是由草地上的水滴所產生的。從連接太陽和觀察者眼睛的軸線量起，露虹位於大約42°的位置上，如果地麵上沒有妨礙視場中懸浮的水滴的障礙物，那麼就可以看到視線以下的這部分虹。由於水滴被限製在一個水平麵內，而不是充滿觀察者前方的整個空間，因此呈現的形狀是雙曲線形的。
在正常的露虹中，入射光基本上是從太陽射來的平行光線。路燈發出的是發散光線，盡管42°角仍然是形成虹的基本條件，但是由於起作用的入射光線分散在一定範圍內，因此對形成虹有貢獻的水滴的位置就構成圖上所示的奇怪的形狀。