正文 第64章 自行車尾燈中的物理學原理(1 / 1)

小明上初中後,為了方便他上下學,爸爸給他買了一輛新自行車。細心的小明發現,新自行車後麵裝著一個紅色的尾燈,裏麵卻又沒有燈泡。它有什麼用處呢?難道僅僅是用於裝飾使它美觀嗎白天,自行車尾燈的紅顏色會引起後麵的汽車司機的注意?夜晚,你拿個手電筒照一下,它會“發光”。它的本領是不管入射光從哪個角度射來,它的反射光都能逆著原方向反射回去。自行車尾部安上它,後麵的汽車燈光照在它上麵,看上去特別耀眼,就引起了司機的注意,避免汽車撞上。

現在拿兩麵鏡子,使它們互成90°,組成一個偶鏡,你做一次偶鏡的遊戲,就能揭開自行車尾燈之謎了。把偶鏡立在小櫃子上,讓鏡子距地麵的高度跟你眼睛的高度相同,拿一個手電筒,像下圖那樣讓它靠著你的頭。打開手電筒,讓光線水平地射到偶鏡上。偶鏡上會發出炫目的反射光。不管手電筒的光沿什麼方向射向鏡麵,隻要保持水平,反射光就總是逆著原來的方向反射回來。

下圖畫出了偶鏡的光路。入射光沿AO1方向射到第一麵鏡子M1上,經反射後,沿O1O2方向射向第二麵鏡子M2,最後反射光線沿O2B方向反射回來。我們可以證明O2B平行於AO1:

因為∠1=∠2(光的反射定律∥MM2(它們同時與MM1垂直∠2=∠3(兩直線平行,內錯角相等∠4=∠5(光的反射定律∠6=90°-∠5=90°-∠4=∠3,所以∠6=∠3=∠2=∠1;因為∠3=∠7(對頂角),所以∠6+∠7=∠1+∠2;結論:O2B∥AO1(同位角相等,兩直線平行如果在這個偶鏡上再加一麵鏡子,使三麵鏡子互相垂直,就像從箱子上切下一個角,得到了一個四麵體,這就成了角反射器,它實際上是三對偶鏡。從任何方向射向角反射器的光線都會被它沿原方向反射回來。自行車的尾燈,從表麵上看去好像是蜂窩圖案,它裏麵實際上是許許多多角反射器。20世紀60年代,科學家們利用宇宙飛船已經把一個角反射器放到了月球上。從地球上向這個角反射器發送激光束,精確測出激光從地球射到反射器再返回地球的時間,再利用光速就可以算出月球到地球的距離。

角反射器也叫雷達反射器,它是用金屬板材根據不同用途做成的不同規格的角反射器。當雷達電磁波掃描到角反射器後,電磁波會在金屬角上產生折射放大,發出很強的回波信號,在雷達的屏幕上出現很強的回波目標。由於角反射器有極強的反射回波特性,因此被廣泛應用於軍事、船舶遇險、救生等領域。

一、軍事應用領域:主要是用來隱真示假,欺騙、迷惑敵人。比如在同一條江河上的公路橋或鐵路橋附近,用角反射器在河麵吊掛一座假橋,那麼在轟炸機的雷達屏幕上回波最大的橋就是假橋,而不是真橋,炸彈也可根據目標回波去尋找轟炸目標。角反身器可以模擬部隊行軍隊形,在海麵可以用多艘木製小船安放大角反射器,模擬海軍艦艇編隊。

二、民用雷達反射器:主要是用於海上遇險救生和保障航道船舶的航行安全。

木製船及救生艇放置雷達反射器,可提高大型船舶的雷達回波顯示,避免碰撞,減少意外。

用於海麵養殖及作業的小船應放置雷達反射器,避免船舶誤入迷途,造成不必要的損失。

主要航道和意發事故海域,如沉船、暗礁、淺礁應放置雷達反射器,防止在特殊氣象條件下船舶航行出現意外。