韓吉辰

北京奧運(yùn)火炬已經(jīng)在希臘古奧林匹亞遺址點(diǎn)燃，“圣火”在世界和國(guó)內(nèi)各地傳遞，最終將在北京奧運(yùn)期間熊熊燃燒。

太陽(yáng)“圣火”是怎樣點(diǎn)燃的?你想不想親自動(dòng)手點(diǎn)燃它呢?這其實(shí)很簡(jiǎn)單，先準(zhǔn)備幾件簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)用品：一只手電筒。最好是大號(hào)的那種，一根火柴，做實(shí)驗(yàn)時(shí)要在晴朗的陽(yáng)光下面進(jìn)行。

先把手電筒頭部輕輕擰開，然后將反光鏡取出來(lái)——這是一個(gè)小小的凹面鏡。將小凹面鏡的鏡面對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，讓火柴頭在凹面鏡前面的位置，慢慢反復(fù)移動(dòng)，使火柴頭恰好處在最亮的那點(diǎn)，即凹面鏡的焦點(diǎn)上。耐心等一會(huì)兒，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：“哧”的一聲，火柴點(diǎn)著了!

我們知道，光線遇到平面鏡，會(huì)直來(lái)直去的反射?？墒侨绻龅桨济骁R時(shí)，就復(fù)雜一些。凹面鏡會(huì)將太陽(yáng)光(我們將太陽(yáng)光看成平行光)會(huì)聚到一點(diǎn)，這一點(diǎn)就叫做“焦點(diǎn)”，就是我們實(shí)驗(yàn)時(shí)看到的最亮的那點(diǎn)?！敖裹c(diǎn)”聚集了太陽(yáng)光的熱量，因此這里的溫度較高，當(dāng)達(dá)到火柴的燃點(diǎn)時(shí)，火柴就點(diǎn)著了?！笆セ稹钡狞c(diǎn)燃，原理也是如此。

神奇的古代“陽(yáng)燧”

提到奧運(yùn)“圣火”的點(diǎn)燃，應(yīng)該說(shuō)說(shuō)我國(guó)古代偉大的發(fā)明——“陽(yáng)燧”。

陽(yáng)隧是我國(guó)古代利用太陽(yáng)能聚光的取火工具。那時(shí)陽(yáng)燧用青銅鑄成，形狀均為圓形，與青銅鏡相似，但鏡面不像銅鏡呈平面，而是凹面。據(jù)專家考證，陽(yáng)燧作為古代聚光取火工具，其發(fā)明年代可追溯到西周，距今有3000多年。晉人崔豹《古今注·雜注》曰：“陽(yáng)燧以銅為之，形如鏡，照物則影倒現(xiàn)，向日則生火，以艾炷之則得火。”清楚形象地說(shuō)明了陽(yáng)燧的形狀和使用方法。

1956年，我國(guó)考古隊(duì)在三門峽虢國(guó)太子墓中發(fā)現(xiàn)了一件西周陽(yáng)燧，直徑7，5厘米，制作十分精美。挖掘出的陽(yáng)燧，就是一面小凹面鏡，原來(lái)在銅鏡發(fā)明不久，人們就發(fā)現(xiàn)，凹的鏡子可以會(huì)聚太陽(yáng)光，從而在“焦點(diǎn)”點(diǎn)燃火種。這在當(dāng)時(shí)確實(shí)是個(gè)極其了不起的發(fā)現(xiàn)。

火，給人類帶來(lái)了溫暖和光明，對(duì)于一個(gè)家庭、一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)都是神圣之物。在古代人們迫切需要火的時(shí)候，認(rèn)為陽(yáng)燧的發(fā)明是天神所賜，所以《周禮》將陽(yáng)燧稱之為天燧、神鏡也合乎情理。從人類對(duì)火的崇拜，我們能夠看出陽(yáng)燧在文明歷史上所起的重要作用。

陽(yáng)燧作為古代一種獨(dú)特的取火工具，給人類生存發(fā)展帶來(lái)了福音，一直被歷代人民所崇拜。事隔3000年，在社會(huì)物質(zhì)文明豐富發(fā)展的今天，人們?nèi)匀粦涯钸@種古老的取火方法。而奧運(yùn)“圣火”的點(diǎn)燃傳遞，便是人們把和平、夢(mèng)想與火緊密聯(lián)系起來(lái)的最典型的活動(dòng)。

世界上最早的太陽(yáng)能利用

“陽(yáng)燧”是我國(guó)古代人們的偉大發(fā)明，可以說(shuō)是世界上最早的太陽(yáng)能利用，是人類使用能源的一次革命。

太陽(yáng)灶是利用太陽(yáng)能的一種裝置，可以用它來(lái)燒水、煮飯、炒菜等。太陽(yáng)灶的構(gòu)造種類很多，最常見(jiàn)的為傘式太陽(yáng)灶。它是根據(jù)凹面鏡聚光的原理，把鍋放在焦點(diǎn)附近。有一種傘式太陽(yáng)灶，它由傘式反射鏡面，支架和鍋架三部分構(gòu)成，可以拆卸。在冬季的晴天40分鐘可燒開2千克的水，5月份中午20分鐘可燒開3千克的水，15分鐘能煮熟1千克米飯，還可用來(lái)炒菜呢。

現(xiàn)代太陽(yáng)灶一般用拋物面反射鏡來(lái)代替球面反射鏡，并且安裝上自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，能使太陽(yáng)灶跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣能充分利用太陽(yáng)能。法國(guó)有一座功率為1000千瓦的太陽(yáng)能高溫爐，它是當(dāng)今世界上最大的“太陽(yáng)爐”，有l(wèi)O層樓高，在它的“焦點(diǎn)”上，可以產(chǎn)生超過(guò)3000"C的高溫，能夠熔化最難熔的金屬。我國(guó)研制的太陽(yáng)能焊接機(jī)，能夠在8秒鐘左右燒穿厚度為O，5毫米的鋼板，還可以燒熔鋼鐵，焊接刀具只需90～200秒，并且焊接質(zhì)量良好。

回想起來(lái)，人類利用太陽(yáng)灶已有200多年的歷史，特別是近三、四十年來(lái)，世界能源危機(jī)和環(huán)境污染嚴(yán)重，各國(guó)都先后研制生產(chǎn)了各種不同類型的太陽(yáng)灶，尤其是發(fā)展中的國(guó)家，太陽(yáng)灶受到了廣泛的重視，

哈哈鏡的奧秘

“陽(yáng)燧”對(duì)于后來(lái)的現(xiàn)代光學(xué)亦有重大貢獻(xiàn)，現(xiàn)代許多光學(xué)儀器，都是它的“子孫后代”。而現(xiàn)代凹面鏡在科學(xué)生產(chǎn)方面有很多用途，你還可以認(rèn)真觀察一下，看看凹面鏡還有哪些用途?

先看看手電筒為什么使用凹面鏡，小燈泡被置于焦點(diǎn)，小燈泡發(fā)出的點(diǎn)光源經(jīng)過(guò)凹面鏡的反射，變成了平行光，可以加強(qiáng)手電筒的光照。同樣，凹面鏡在大型探照燈、汽車的前燈、醫(yī)用頭燈和舞臺(tái)聚光燈中都要使用，它可以使點(diǎn)光源變成一束平行光射向預(yù)定的方向，由于光線集中所以光束非常明亮。

在一些游樂(lè)場(chǎng)設(shè)置的“哈哈鏡”，十分受歡迎。站在鏡前的人們，看到自己可笑的模樣，一定會(huì)哈哈笑個(gè)不停，所以有了“哈哈鏡”這個(gè)名字。哈哈鏡為什么能把人照成那副模樣?不妨你先做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)；拿一只電鍍的小勺，從凸面照去，你的鼻子可能被照得很大，反過(guò)來(lái)從凹面照去，也可能照得很小而且是顛倒的……

哈哈鏡實(shí)際上就是凹面鏡和凸面鏡的組合，凹面鏡會(huì)把鏡像縮小，讓人變短、變胖；凸面鏡會(huì)把鏡像放大，能使人變長(zhǎng)、變大，如果一面鏡子(哈哈鏡)的表面凹凸不平，就會(huì)將你的形象變成“奇形怪狀”，從而達(dá)到失真的效果。不同的“哈哈鏡”凹凸不平的部位是不相同的，因此每面“哈哈鏡”的效果各不相同，照出來(lái)的影像更是“千姿百態(tài)”。

凹面鏡制成反射式望遠(yuǎn)鏡

可能你還不知道，凹面鏡可以制成反射式望遠(yuǎn)鏡，在現(xiàn)代天文觀測(cè)中應(yīng)用十分廣泛呢!望遠(yuǎn)鏡是收集遠(yuǎn)處目標(biāo)發(fā)出的可見(jiàn)光并得到放大圖像的裝置，它是人類觀測(cè)遠(yuǎn)距離物體的重要工具。

17世紀(jì)初，荷蘭眼鏡店主科比斯赫在檢查磨制好的鏡片的質(zhì)量時(shí)，把一塊凸透鏡和一塊凹透鏡排成一條線，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡的放大原理。1608年，他制造了世界上第一架折射式光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。意大利科學(xué)家伽利略聞?dòng)嵑笠惭兄屏艘慌_(tái)望遠(yuǎn)鏡，并用它首次發(fā)現(xiàn)了木星的4個(gè)衛(wèi)星等天文現(xiàn)象，證實(shí)了波蘭天文學(xué)家哥白尼提出的“日心說(shuō)”。第一架反射式望遠(yuǎn)鏡誕生于1668年，牛頓采用球面反射鏡(凹面鏡)作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會(huì)聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達(dá)目鏡。這種以凹面鏡為主的系統(tǒng)，稱為牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡。

反射望遠(yuǎn)鏡和折射式望遠(yuǎn)鏡一樣，應(yīng)用也十分廣泛。由于這種反射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)對(duì)玻璃材料在光學(xué)性能上沒(méi)有特殊要求，光線不需透過(guò)材料本身，而重量較輕、無(wú)色差、成本較低又是反射鏡的突出優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)代大口徑的望遠(yuǎn)鏡都采用反射式。

你看，凹面鏡的用途大不大?古老的“陽(yáng)燧”——凹面鏡，在人類的現(xiàn)代生活中，仍然發(fā)揮著巨大的作用，為我們默默作出新貢獻(xiàn)!

責(zé)任編輯龐云