光的反射和屈折.docxVIP

　  HYPERLINK /research/wuli/quWei/quweiwuli3.htm 返回上页 第八章 光的反射和折射 　　隔着墙壁看得见东西 　　在前一世纪的九十年代，人们用“爱克斯射线机”这个响亮的名字到处售卖一种有趣的器具。我还记得，当时我还是一个小学生，第一次拿到这个巧妙玩意儿时候的高兴的心情。这是一个管子，可以使你隔着不透明物体清楚看到后面的一切东西！我曾经用它不但隔着厚纸，还隔着真正的爱克斯射线都透不过的刀锋，看到了后面的东西。这个玩意儿构造上并不复杂，只要看一看图89，就可以明白。原来那个管子里有四面装成45度倾斜的平面镜，把光线反射几次，这个光线就仿佛绕过了不透明的物体一般。 　 　　这一类东西在军事上得到了广泛的应用。战士们坐在战壕里，可以不必把头探出战壕外面就能够望到敌人，他们只要向一架叫做“潜望镜”的仪器里望去就得了。 　　光线从走进潜望镜折射到观察的人的眼睛，这一段路程越长，潜望镜所能够看到的视界就越小。要把潜望镜的视界放大，就得装置一连串的镜片。但是玻璃是会吸收一部分通过潜望镜的光线的，因此所望到的物体的清晰度会受到影响。这一点使潜望镜的高度受到一定的限制，最高只能够到二十米左右；更高的潜望镜只能够有极小的视界和不清楚的景象，特别是在天气阴暗的时候。 潜水艇上的人员向他准备攻击的敌舰观测，也是使用潜望镜的——这是一根长长的管子，上端露在水面上。这种潜望镜要比陆地用的那种复杂得多，但是原理却完全相同。光线从装在潜望镜上端的平面镜（或三棱镜）反射过来，沿着管子向下，经过底部的平面镜反射以后，落到人的眼里。 　　放在前面还是后面？ 　　日常家庭生活里有不少的事情，许多人是在很不合理地做着的。我们前面已经说过，许多人不会使用冰来冷却食物——他们不知道应该把食物放到冰的下面，却把它放到冰的上面去。就连镜子这样普通的东西，到现在还不见得每个人都会正确使用。许多人照镜子的时候，总把灯放在身后，想“照亮镜子里面的像”，不知道要照亮的正是他自己！ 　　许多妇女都是这样做的，我们这本书的女读者，无疑会是把灯放在前面的人。 　　镜子可以看得见吗？ 　　这儿又是一个实例，说明我们对于普通镜子还不够认识：对于这一节的题目，就一定有许多人尽管每天都在看镜子，还是会回答得不正确的。 　　谁要是认为镜子是可以看得见的，那他就错了。一面光洁的极好的镜子是看不见的。能够看得见的只是镜框，玻璃的边缘，以及一切映在镜里的像——但是镜子本身，只要它没有污点，是看不见的。一切有反射作用的表面——不是漫射的表面——本身都是看不见的。（所谓漫射的表面，是指把光线向各方面反射出去的表面。我们平常把反射表面叫做磨光面，漫射表面叫做磨沙面。） 　　所有利用镜子所做出的表演或者观察——就象方才那两节所叙述的一样，正都是根据镜子本身看不见的这个特性，看得见的只是镜子里反映的物体。 　　在镜子前面画图 　　镜里的像跟原物不相同，从下面的实验里更可以显著地看出来。 　 　　在你面前竖直的放一面镜子，在镜子前面的桌子上铺一张纸，请你在这张纸上画一个随便什么图，比方说画一个长方形和一条对角线。但是画的时候眼睛不许望着手，只许看着镜子里的手的像。 　　你一定就会发觉，本来是非常简单的一个题目，竟简直没有法子交卷。多年来，我们的视觉已经跟动作的感觉得到了协调，但是镜子破坏了这种协调，因为它把我们手部的动作变了样。我们多年的习惯要对你每一个动作抗议，你想把一条直线画向右面去，但是你的手却要向左边移去，等等。 　　假如你在镜子前面画的不是那么简单的图，而是比较复杂的图，或者是写些什么东西，那么，只要你的眼睛是向镜里的像看着画的，就会更加出你意外，得到的会是一幅非常可笑的混乱的图画！ 　　吸墨纸上吸印的字，也是反转的。试把一张吸墨纸上吸印到的字迹一一读出来。我相信你会觉得很困难；所有的字都跟平常的不同。但是，试把一面镜子直竖在这吸墨纸前面，你就可以看到镜子里的字迹跟平常的完全一样了。是镜子把吸墨纸从普通字迹上印到的反转的字迹又反了一次。 　　捷径 　　我们都知道，光在同一种介质里的传播是依直线进行的，也就是说是依最近的路径进行的。但是，当光从一点射出不是直接射到另一点，而是经过镜面的反射射到另一点的时候，光也仍旧是依最短的路径进行的。 　　让我们跟着光的路径看去。假设图93上A点表示光源，MN线表示镜面，ABC线表示光从蜡烛到人的眼睛C的路径。直线KB跟MN垂直。 　　根据光学的定律，反射角2等于入射角1。知道了这一点，就很容易证明从A点到镜面再到C点的所有可能走的路线里，ABC是最短的一条。这我们可以把光线的路径ABC跟另外一条路径比如ADC来比较一下。从A点向MN作一垂线AE，把它延长到跟CB线的延长线相交于 F。然后把F、D两点用直线连接起来。首先让我