自行車尾燈裡沒有燈泡為何能發亮

2021-02-15 長春中國光學科學技術館

 夜間驅車行駛在高速公路上,你會被鑲嵌在路邊閃閃的標 志所吸引,它們像一塊一塊鑽石一樣熠熠發亮,指引著前進的 道路。如果在白天,它們則不被人們注意,那只是一些極平凡的 塑料片。在我們的自行車的後擋泥板上也能找到它們,那是自 行車的尾燈。它裡面沒有燈泡,為什麼叫作燈呢?說起這個小小的尾燈,還有一段小故事呢。

本世紀30年_代,自行車在英國風行起來,但由於英國是一個多霧的國家,自行車的增加引起交通混亂不堪。為此,英國政府懸賞徵集解決這個問題的方法,後來就發明了這種尾燈。表面看來尾燈只是一片塑料,其實作用和構造很奧妙。當汽車燈光照向自行車時,自行車的尾燈能強烈地發亮,引起司機的注意。   你也許認為那跟鏡子的作用相同。其實不然,要想看見鏡面發射的光,人射光線必須垂直於鏡面,觀察的人也必須正對著鏡面,若光從側後方照射時,由於光反射向另一側,觀察者就看不到反射光。下面的小實驗可以幫助我們理解尾燈的原理:把一個夾角為90 °的偶鏡直立在柜子上,讓鏡子的中間部分距地面的高度和你的眼睛距地面的高度相同。  取一個手電筒,把它靠在你頭部的一側,讓它和眼睛在同一水平線上。打開手電筒,讓光線水平地入射到偶鏡中。你會從偶鏡中 看到炫目的反射光線。不管你站在什麼方向,只要保證光線沿 水平人射,用光的反射定律可以證明,反射光線總是沿著原來 的方向返回。如果光線不沿水平入射,反射光也就不沿原路返回,而射 向另外一個方向,這種情況怎麼辦呢?這並不難辦,只要把三 面相互垂直的鏡面裝在一起,就像一個箱子的一角一樣,問題 就解決了。

 我們稱這種裝置叫「角反射器」。三面鏡子組成的 角反射器有三條公共的稜邊,相當於三個偶鏡,因此光線無論 從什麼角度射到它上面,都會沿著原方向反射回來。仔細觀察尾燈的紅色塑料片上有很多突起的部分,每個突 起的部分都是一個角反射器。汽車的前燈照在它上面的時候, 就能把光按原來方向反射回去。

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