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自行車尾燈的光學原理

來源:不詳       更新時間:2012-10-16 15:45:43
 

  自行車后面裝著一個紅色的尾燈,里面沒有燈泡,它有什么用處呢?白天,它的紅顏色會引起后面的汽車司機的注意。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,后面的汽車燈光照在它上面,司機看上去特別耀眼,就引起了司機的注意,避免汽車撞上。

  
  現在拿兩面鏡子,使它們互成90°,這樣組成一個偶鏡,你做一次偶鏡的游戲就能揭開自行車尾燈之謎了。把偶鏡立在小柜子上,讓鏡子距地面的高度跟你眼睛的高度相同,拿一個手電筒,像圖4-7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。看!偶鏡上發出眩目的反射光。不管手電筒的光沿什么方向射向鏡面,只要使光線保持水平,那么,反射光線就總是逆著原來的方向反射回來。


  


  圖4-8畫出了偶鏡的光路。入射光沿AO方向射到第一面鏡子M1上,經反射后,沿O1O2方向射向第二面鏡子M2,最后反射光線沿O2B方向反射回來。我們可以證明O2B平行于AO1。
  
  因為主∠1=∠2,(光的反射定律)
  
  O1N1∥MM2(它們同時與MM1垂直)
  
  ∠2=∠3,(內錯角)
  
  ∠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)
  
  如果在這個偶鏡上再加一面鏡子,使三面鏡子互相垂直;就像從箱子上切下一個角,得到了一個四面體,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,從表面上看去好像是蜂窩圖案,它里面實際上是許許多多角反射器。本世紀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。
  
  

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