淺析汽車(chē)運(yùn)用的光學(xué)原理

【摘 要】本文主要闡述了汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃、觀后鏡、頭燈、霧燈、剎車(chē)燈、尾燈等部件的設(shè)計(jì)所運(yùn)用的光學(xué)知識(shí)，通過(guò)對(duì)這些部件所用光學(xué)原理的深度剖析，使我們更加全面的認(rèn)識(shí)了解這些部件設(shè)計(jì)原理。

【關(guān)鍵詞】光學(xué)知識(shí) 汽車(chē)擋風(fēng)玻璃 觀后鏡 頭燈 尾燈

作為一名物理老師，總是經(jīng)常聽(tīng)到學(xué)生說(shuō)物理科目很難學(xué)。究其原因，物理科目理論性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)的確有一定的難度。但我認(rèn)為還有一個(gè)很重要的原因就是學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性主動(dòng)性不強(qiáng)。其實(shí)在生活中有很多事物都運(yùn)用了物理知識(shí)，如果我們?cè)谡n堂教學(xué)中能把這些物理知識(shí)與生活實(shí)際相聯(lián)系，不僅可以理論聯(lián)系實(shí)際，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。從而改變學(xué)生對(duì)物理科目厭學(xué)的狀況?，F(xiàn)在我就以汽車(chē)為例，說(shuō)說(shuō)汽車(chē)哪些部件的設(shè)計(jì)運(yùn)用了光學(xué)知識(shí)。

一、駕駛室前面的擋風(fēng)玻璃安裝成傾斜狀

駕駛室的擋風(fēng)玻璃安裝成傾斜狀除了減小阻力和使車(chē)型美觀之外，還有一個(gè)很重要的原因就是行車(chē)安全。我們現(xiàn)在從光學(xué)原理來(lái)進(jìn)行分析行車(chē)安全的原因。首先如果把擋風(fēng)玻璃安裝成豎直狀，車(chē)內(nèi)的景物就會(huì)在擋風(fēng)玻璃上形成虛像，而且這個(gè)虛像就會(huì)出現(xiàn)在行車(chē)的正前方，司機(jī)就會(huì)把車(chē)內(nèi)的景物誤認(rèn)為路上的景物，給司機(jī)造成錯(cuò)覺(jué)，這樣就很容易造成交通事故。其實(shí)晚上行車(chē)時(shí)車(chē)內(nèi)不宜開(kāi)燈也正是這個(gè)原因。如果安裝成傾斜狀，形成的虛像就不會(huì)在車(chē)的正前方，而在車(chē)的斜上方，司機(jī)也就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)覺(jué)，這樣客觀上避免了交通事故的發(fā)生。其次如果把擋風(fēng)玻璃安裝成豎直狀，當(dāng)有強(qiáng)光照在迎面開(kāi)來(lái)的汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃上，擋風(fēng)玻璃就會(huì)把強(qiáng)光垂直的反射回來(lái)，這樣就會(huì)影響對(duì)面開(kāi)車(chē)司機(jī)的視線(xiàn)從而造成交通事故。如果安裝成傾斜狀，反射光就會(huì)被反射到空間，不會(huì)影響對(duì)面司機(jī)的視線(xiàn)。

二、汽車(chē)觀后鏡是凸面鏡

我們仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)汽車(chē)觀后鏡是凸面鏡而不是平面鏡，其主要的原因凸面鏡可以觀察到的范圍比同口徑的平面鏡大得多。這樣司機(jī)在行車(chē)的過(guò)程中就能更加全面的觀察到后面的行車(chē)和行人的位置，從而及時(shí)校正自己的行車(chē)路線(xiàn)。

三、汽車(chē)頭燈的獨(dú)特結(jié)構(gòu)

汽車(chē)頭燈燈泡采用的是雙燈絲鹵鎢燈，兩根燈絲通過(guò)交換開(kāi)關(guān)控制。一根是遠(yuǎn)距離燈絲用于夜間行駛時(shí)照亮遠(yuǎn)處，也就是我們所說(shuō)的大燈。頭燈是凹面鏡，大燈的燈絲就位于凹面鏡的焦點(diǎn)上，而且燈絲的功率較大，燈絲發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)過(guò)凹面鏡反射平行的向前射出，能遠(yuǎn)距離的照亮前方的道路，才能保證夜間的行車(chē)安全。還有一根燈絲是近距離燈絲，也就是我們所說(shuō)的小燈。燈絲位于焦點(diǎn)前面一點(diǎn)，上面加了一個(gè)小燈罩。把光直接反射到近距離的路面。在會(huì)車(chē)時(shí)開(kāi)啟小燈，既避免了強(qiáng)光刺眼而互相影響對(duì)方的駕駛，又能看清前面的道路，當(dāng)然會(huì)車(chē)時(shí)別忘了減速保證大家的行車(chē)安全。

四、汽車(chē)的霧燈是黃色光，剎車(chē)燈是紅色光

其實(shí)這些燈光的顏色并不是為了好看，其中還是有一定的光學(xué)知識(shí)。我們知道在七種單色光中，紅色光和黃色光都是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光，這兩種色光的波長(zhǎng)與大氣分子和懸浮在大氣中的塵埃霧珠等微粒的尺寸比較接近容易產(chǎn)生衍射，穿透能力較強(qiáng)。在大霧天氣，能見(jiàn)度比較低，這時(shí)開(kāi)啟霧燈，霧燈照射的比較遠(yuǎn)，司機(jī)在較遠(yuǎn)的距離就容易觀察到前方的車(chē)輛，當(dāng)然車(chē)輛也要減速行駛才更加安全。剎車(chē)燈除了穿透力較強(qiáng)外，還有一個(gè)重要的原因就是紅色光比較醒目，容易引起司機(jī)的注意，前方車(chē)輛減速時(shí)，自己也應(yīng)趕快減速。避免出現(xiàn)追尾。

五、汽車(chē)尾燈獨(dú)特反射面

我們還可以發(fā)現(xiàn)有的汽車(chē)后面裝了一些本身不發(fā)光的紅色尾燈，別認(rèn)為這些尾燈是裝飾品，其實(shí)它還是有一定的作用。這些尾燈是紅色光的原因我在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，這里就不再重復(fù)了。如果我們仔細(xì)觀察就可以發(fā)現(xiàn)這些尾燈的反射面凹凸不平。其實(shí)這些反射面都是互相垂直的鋸齒形狀，尾燈的反射面就相當(dāng)于全反射棱鏡。當(dāng)入射光照射到尾燈反射面上時(shí)就會(huì)發(fā)生全反射，因而反射光較強(qiáng)，后面的司機(jī)在遠(yuǎn)距離就會(huì)觀察到前方的車(chē)輛。其實(shí)我們?cè)谧孕熊?chē)和摩托車(chē)上都可以看到這樣的尾燈。

當(dāng)然與汽車(chē)有關(guān)的物理知識(shí)遠(yuǎn)不止這些。只要我們?cè)谌粘Ｉ钪猩朴谟^察、勤于思考，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)物理其實(shí)并不難學(xué)，只是我們沒(méi)有掌握好物理教學(xué)的方法，如果我們能不斷改進(jìn)提高我們的教學(xué)水平，我們一定會(huì)迎來(lái)物理教學(xué)的一片藍(lán)天。