凹面镜凸面镜成像原理图(凹面镜成像视频讲解)

生活百科 2023-04-28 18:10生活百科www.xingbingw.cn

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审计专家苗光耀

凝聚态物理博士

玻璃在我们的生活中很常见。家用镜子和窗户都是玻璃制品。

,除了家里的普通玻璃,你还知道更多种类的玻璃吗?比如玻璃镜,玻璃双镜,防弹玻璃?

接下来,就让我们带着好奇心去了解一下这些眼镜背后的神奇原理吧!

镜子是如何扭曲人的?哈镜经常出现在游乐园或者商场,可以扭曲镜中的物体。

它不是像常见的镜子一样由光滑的平面组成,而大多是凹面镜或凸面镜,以及两者的组合。

下面带大家从光学角度了解一下哈哈镜是如何变形的。

哈哈镜在北京科学中心儿童乐园。作者照片

凹面镜是利用光的反射原理,其特殊的面形可以使光线会聚。当我们把一个物体放在凹面镜前面时,我们会产生如下的光路

凹面镜成像光路的源网络

我们用箭头AB表示一个物体。经过一系列的反射,AB在凹面镜后形成一个放大的虚像A'B'。

这就解释了为什么当我们站在凹面镜前时,我们的身体在镜中产生的虚像会被扭曲放大,变胖变高。

同样,我们来看看凸面镜的光路

凸面镜成像光路的源网络

可以看到,经过凸面镜的一系列反射后,镜后的虚像变小了,所以凸面镜中的物体显得比实际的要小。

对于凹凸面的镜子,我们在分析的时候只需要结合以上两个原理就可以了。

站在这样的哈哈镜前,面对凹部的身体部分会在镜中放大,而面对凸部的身体部分会在镜中缩小。这样一来,哈哈镜里的我们就会扭曲,变成一个“怪物”。

你看到哈哈镜里变形的试验台了吗?涞源北京科学中心

,哈哈镜的效果不仅限于玻璃。只要表面光滑弯曲,具有反光能力的表面也能达到类似的效果。在北京科学中心的儿童乐园里,有一组各种弧度的哈哈镜。欢迎朋友们亲自体验~

双面玻璃是刑侦谍战题材影视作品中常见的场景一名罪犯被关在明亮的审讯室里,审讯室旁边的房间(暗室)里站着许多人。透过透明的镜子,罪犯的行为一目了然,而审讯室里的罪犯却看不到自己。

双面玻璃光源两侧的场景丨电视剧截图

这种单面透明的玻璃叫双面玻璃。其实一点都不神奇,哪怕一块普通的玻璃也能达到类似的效果。

每个人肯定都有这种经历。当我们在漆黑的夜里,在明亮的房间里向窗外看时,会发现原本透明的窗户玻璃变得像镜子一样,反射出房间的样子,而窗外的景物变得模糊不清。

这一切其实都是室内外光照强度的差异和玻璃的能量造成的。

要知道任何玻璃都不是100%透明的。当光线照射到玻璃上时,一部分被反射回来,一部分被玻璃吸收,其余的会穿过玻璃。

来源网络

我们假设有两个环境亮度不同的房间。左边房间的光强是100,右边房间的光强是10。因为透明薄玻璃的吸光能力很小,所以暂时忽略不计。

当左侧的光进入右侧的玻璃时,10%的光被反射,90%的光成功透射。此时,透射到右侧的光强度为90,反射光强度为10。

当右边的光进入左边的玻璃时,10%的光被反射,90%的光被透射。此时,透射到左侧的光强度为9,反射光强度为1。

对于左边明亮房间的人来说,玻璃反射的光强是10,而右边透射的光强只有9,透射光没有玻璃反射的强。

对于人眼来说,光线强的时候更容易看清楚,所以在左边房间的人眼里,玻璃可以像镜子一样反射室内的景象,你可以隐约看到对面房间传来的景象。

普通玻璃源网络

,右边的房间里却是另一番景象。从左侧透射的光亮度为90,而从右侧房间内部玻璃反射的光强度仅为1。透射光明显强于反射光。

所以对于右边房间的人来说,这块玻璃几乎是透明的,透过它可以清楚地看到左边房间的景象。

90%传输速率的玻璃源网络

利用两个房间的亮度差的效果,即使是一块普通的玻璃也能达到双面玻璃的效果,而且两个房间的亮度差越大,这种效果就会越明显。

除了增加两个房间的亮度差,人们通常还会在玻璃表面镀上一层薄薄的银膜,以进一步提高玻璃在两侧不同光强下的单面透视效果。

银膜可以阻挡光线穿过玻璃,使玻璃的反射率增加,透射率降低。当反射光增加,透射光减少时,上面介绍的单面透射效果会更加明显。

当反射率为50%,即反射光和透射光的强度为入射光的一半时,玻璃的单面透过率最佳。在明亮房间里的人根本看不到玻璃后面发生了什么,而在黑暗房间里的人却能清楚地看到玻璃对面的每一个细节。

具有50%透射率的玻璃源网络

有兴趣的朋友可以自己计算证明一下~

防弹玻璃也是影视剧中的“常客”。当枪手想在车内射杀一些大人物时,会发现子弹无法穿过车窗玻璃,最终刺杀失败。这是工作中的防弹玻璃。

抢劫后珠宝店的防盗玻璃可能被子弹打中了。来源维基百科

防弹玻璃又称安全玻璃,由承载层玻璃、过渡层材料和保护层玻璃在高温高压下粘合而成。

防弹玻璃的结构来源于网络。

承载层位于防弹玻璃的最外侧,由厚度大、强度高的玻璃制成。受子弹冲击后,承力层会断裂,吸收子弹的动能,改变子弹的形状或破坏子弹,使子弹失去继续冲击的动力。

过渡层的材料具有良好的附着力和柔韧性,通常由透明塑料制成,可以吸收子弹冲击过程中产生的部分能量,改变子弹的方向。

由于承重层的玻璃与过渡层结合紧密,当玻璃被子弹击碎时,产生的碎片大部分仍会附着在过渡层表面,大量碎片不会飞溅,从而保证了结构的完整性。

最里面的安全防护层也采用高强度玻璃,具有优异的弹性和韧性,可以吸收被承载层和过渡层削弱的剩余能量,进一步阻挡子弹,保证子弹不会穿过防弹玻璃。

测试防弹玻璃的来源网络。

防弹玻璃作为一种层状复合材料,将两侧玻璃的“刚性”与中间过渡层的“柔软”完美结合,使其具有良好的抗冲击性能。

在建筑、航天、机械等领域。这种“刚柔结合”的思想经常被应用到材料设计中,复合材料已经成为现代工业材料不可或缺的一部分。

,除了今天介绍的这三种,还有很多新颖的特殊眼镜用在生活中的各种场合,给我们的生活带来了便利。小伙伴们不妨找找

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