讓我們親手點燃“圣火”！

韓吉辰

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

太陽“圣火”是怎樣點燃的?你想不想親自動手點燃它呢?這其實很簡單，先準備幾件簡單的實驗用品：一只手電筒。最好是大號的那種，一根火柴，做實驗時要在晴朗的陽光下面進行。

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

我們知道，光線遇到平面鏡，會直來直去的反射。可是如果遇到凹面鏡時，就復(fù)雜一些。凹面鏡會將太陽光(我們將太陽光看成平行光)會聚到一點，這一點就叫做“焦點”，就是我們實驗時看到的最亮的那點。“焦點”聚集了太陽光的熱量，因此這里的溫度較高，當達到火柴的燃點時，火柴就點著了。“圣火”的點燃，原理也是如此。

神奇的古代“陽燧”

提到奧運“圣火”的點燃，應(yīng)該說說我國古代偉大的發(fā)明——“陽燧”。

陽隧是我國古代利用太陽能聚光的取火工具。那時陽燧用青銅鑄成，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。”清楚形象地說明了陽燧的形狀和使用方法。

1956年，我國考古隊在三門峽虢國太子墓中發(fā)現(xiàn)了一件西周陽燧，直徑7，5厘米，制作十分精美。挖掘出的陽燧，就是一面小凹面鏡，原來在銅鏡發(fā)明不久，人們就發(fā)現(xiàn)，凹的鏡子可以會聚太陽光，從而在“焦點”點燃火種。這在當時確實是個極其了不起的發(fā)現(xiàn)。

火，給人類帶來了溫暖和光明，對于一個家庭、一個民族、一個國家來說都是神圣之物。在古代人們迫切需要火的時候，認為陽燧的發(fā)明是天神所賜，所以《周禮》將陽燧稱之為天燧、神鏡也合乎情理。從人類對火的崇拜，我們能夠看出陽燧在文明歷史上所起的重要作用。

陽燧作為古代一種獨特的取火工具，給人類生存發(fā)展帶來了福音，一直被歷代人民所崇拜。事隔3000年，在社會物質(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“圣火”的點燃傳遞，便是人們把和平、夢想與火緊密聯(lián)系起來的最典型的活動。

世界上最早的太陽能利用

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

太陽灶是利用太陽能的一種裝置，可以用它來燒水、煮飯、炒菜等。太陽灶的構(gòu)造種類很多，最常見的為傘式太陽灶。它是根據(jù)凹面鏡聚光的原理，把鍋放在焦點附近。有一種傘式太陽灶，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，還可用來炒菜呢。

現(xiàn)代太陽灶一般用拋物面反射鏡來代替球面反射鏡，并且安裝上自動跟蹤系統(tǒng)，能使太陽灶跟著太陽轉(zhuǎn)動，這樣能充分利用太陽能。法國有一座功率為1000千瓦的太陽能高溫爐，它是當今世界上最大的“太陽爐”，有l(wèi)O層樓高，在它的“焦點”上，可以產(chǎn)生超過3000"C的高溫，能夠熔化最難熔的金屬。我國研制的太陽能焊接機，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，人類利用太陽灶已有200多年的歷史，特別是近三、四十年來，世界能源危機和環(huán)境污染嚴重，各國都先后研制生產(chǎn)了各種不同類型的太陽灶，尤其是發(fā)展中的國家，太陽灶受到了廣泛的重視，

哈哈鏡的奧秘

“陽燧”對于后來的現(xiàn)代光學(xué)亦有重大貢獻，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，小燈泡發(fā)出的點光源經(jīng)過凹面鏡的反射，變成了平行光，可以加強手電筒的光照。同樣，凹面鏡在大型探照燈、汽車的前燈、醫(yī)用頭燈和舞臺聚光燈中都要使用，它可以使點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。

在一些游樂場設(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，一定會哈哈笑個不停，所以有了“哈哈鏡”這個名字。哈哈鏡為什么能把人照成那副模樣?不妨你先做一個小實驗；拿一只電鍍的小勺，從凸面照去，你的鼻子可能被照得很大，反過來從凹面照去，也可能照得很小而且是顛倒的……

哈哈鏡實際上就是凹面鏡和凸面鏡的組合，凹面鏡會把鏡像縮小，讓人變短、變胖；凸面鏡會把鏡像放大，能使人變長、變大，如果一面鏡子(哈哈鏡)的表面凹凸不平，就會將你的形象變成“奇形怪狀”，從而達到失真的效果。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，照出來的影像更是“千姿百態(tài)”。

凹面鏡制成反射式望遠鏡

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

17世紀初，荷蘭眼鏡店主科比斯赫在檢查磨制好的鏡片的質(zhì)量時，把一塊凸透鏡和一塊凹透鏡排成一條線，無意中發(fā)現(xiàn)了望遠鏡的放大原理。1608年，他制造了世界上第一架折射式光學(xué)望遠鏡。意大利科學(xué)家伽利略聞訊后也研制了一臺望遠鏡，并用它首次發(fā)現(xiàn)了木星的4個衛(wèi)星等天文現(xiàn)象，證實了波蘭天文學(xué)家哥白尼提出的“日心說”。第一架反射式望遠鏡誕生于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，并在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達目鏡。這種以凹面鏡為主的系統(tǒng)，稱為牛頓式反射望遠鏡。

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

你看，凹面鏡的用途大不大?古老的“陽燧”——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!

責任編輯龐云