淺析汽車運用的光學原理

【摘 要】本文主要闡述了汽車的擋風玻璃、觀后鏡、頭燈、霧燈、剎車燈、尾燈等部件的設計所運用的光學知識，通過對這些部件所用光學原理的深度剖析，使我們更加全面的認識了解這些部件設計原理。

【關鍵詞】光學知識 汽車擋風玻璃 觀后鏡 頭燈 尾燈

作為一名物理老師，總是經常聽到學生說物理科目很難學。究其原因，物理科目理論性強，學生學習起來的確有一定的難度。但我認為還有一個很重要的原因就是學生缺乏學習物理學的興趣，學生學習物理的積極性主動性不強。其實在生活中有很多事物都運用了物理知識，如果我們在課堂教學中能把這些物理知識與生活實際相聯系，不僅可以理論聯系實際，還可以激發學生學習物理學的興趣。從而改變學生對物理科目厭學的狀況。現在我就以汽車為例，說說汽車哪些部件的設計運用了光學知識。

一、駕駛室前面的擋風玻璃安裝成傾斜狀

駕駛室的擋風玻璃安裝成傾斜狀除了減小阻力和使車型美觀之外，還有一個很重要的原因就是行車安全。我們現在從光學原理來進行分析行車安全的原因。首先如果把擋風玻璃安裝成豎直狀，車內的景物就會在擋風玻璃上形成虛像，而且這個虛像就會出現在行車的正前方，司機就會把車內的景物誤認為路上的景物，給司機造成錯覺，這樣就很容易造成交通事故。其實晚上行車時車內不宜開燈也正是這個原因。如果安裝成傾斜狀，形成的虛像就不會在車的正前方，而在車的斜上方，司機也就不會出現錯覺，這樣客觀上避免了交通事故的發生。其次如果把擋風玻璃安裝成豎直狀，當有強光照在迎面開來的汽車的擋風玻璃上，擋風玻璃就會把強光垂直的反射回來，這樣就會影響對面開車司機的視線從而造成交通事故。如果安裝成傾斜狀，反射光就會被反射到空間，不會影響對面司機的視線。

二、汽車觀后鏡是凸面鏡

我們仔細觀察就會發現汽車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。這樣司機在行車的過程中就能更加全面的觀察到后面的行車和行人的位置，從而及時校正自己的行車路線。

三、汽車頭燈的獨特結構

汽車頭燈燈泡采用的是雙燈絲鹵鎢燈，兩根燈絲通過交換開關控制。一根是遠距離燈絲用于夜間行駛時照亮遠處，也就是我們所說的大燈。頭燈是凹面鏡，大燈的燈絲就位于凹面鏡的焦點上，而且燈絲的功率較大，燈絲發出的強光經過凹面鏡反射平行的向前射出，能遠距離的照亮前方的道路，才能保證夜間的行車安全。還有一根燈絲是近距離燈絲，也就是我們所說的小燈。燈絲位于焦點前面一點，上面加了一個小燈罩。把光直接反射到近距離的路面。在會車時開啟小燈，既避免了強光刺眼而互相影響對方的駕駛，又能看清前面的道路，當然會車時別忘了減速保證大家的行車安全。

四、汽車的霧燈是黃色光，剎車燈是紅色光

其實這些燈光的顏色并不是為了好看，其中還是有一定的光學知識。我們知道在七種單色光中，紅色光和黃色光都是波長較長的可見光，這兩種色光的波長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生衍射，穿透能力較強。在大霧天氣，能見度比較低，這時開啟霧燈，霧燈照射的比較遠，司機在較遠的距離就容易觀察到前方的車輛，當然車輛也要減速行駛才更加安全。剎車燈除了穿透力較強外，還有一個重要的原因就是紅色光比較醒目，容易引起司機的注意，前方車輛減速時，自己也應趕快減速。避免出現追尾。

五、汽車尾燈獨特反射面

我們還可以發現有的汽車后面裝了一些本身不發光的紅色尾燈，別認為這些尾燈是裝飾品，其實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說過了，這里就不再重復了。如果我們仔細觀察就可以發現這些尾燈的反射面凹凸不平。其實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于全反射棱鏡。當入射光照射到尾燈反射面上時就會發生全反射，因而反射光較強，后面的司機在遠距離就會觀察到前方的車輛。其實我們在自行車和摩托車上都可以看到這樣的尾燈。

當然與汽車有關的物理知識遠不止這些。只要我們在日常生活中善于觀察、勤于思考，我們就會發現物理其實并不難學，只是我們沒有掌握好物理教學的方法，如果我們能不斷改進提高我們的教學水平，我們一定會迎來物理教學的一片藍天。