儒勒·凡尔纳写过一部名叫《神秘岛》的小说,讲述的是几个人在荒岛中生存的故事。其中有个一情节是,如何在没有火柴和打火机的情况下生火?我们都知道,鲁滨孙借助闪电,烧着了一段树枝,然后生了火。然而,在《神秘岛》里,博学多才的工程师却是利用自身的智慧和物理学知识生火的,并不是靠偶然的闪电。如果你看过这部小说,一定还记得这一段精彩的描述:
打猎回来的潘科洛夫水手看到了惊人的一幕,工程师和通讯记者正坐在燃烧的火堆旁烤火。
“你们是怎么生的火?”潘科洛夫问。
“太阳。”通讯记者史佩莱回答。
史佩莱没有说谎,这火堆确实是太阳点着的。但是,这依然让潘科洛夫感到惊讶,他甚至忘了问工程师到底发生了什么事。
“你带放大镜了吗?”潘科洛夫问。
“没有,不过我做了一个。”说完,史佩莱就拿起来一个东西。
潘科洛夫一看,这不是两块玻璃吗?而且,这两块玻璃还是从工程师和史佩莱的手表上拆下来的。唯一不同的是,这两块玻璃中间装满了水,接合处用泥封了起来。这确实是一个放大镜。就是利用这个放大镜,他们才点燃了地上干燥的苔藓,生起火堆。
你一定纳闷:为什么要在两块玻璃中间装上水呢?如果不装水会怎么样?
是的,不装水是无法成功的。两块玻璃的两个表面是平行的,而且都是同心的球形凹面。从物理学原理上讲,光在射过这块玻璃的时候,基本上不会改变方向。如果不装水的话,就会射过另一块玻璃,直接穿出来,难以聚焦在一个点上。如果装满水,情况就发生变化了,光在穿过玻璃后会发生折射,因为水的折射率比空气大多了。小说里的工程师,就是运用了这一原理。
球形的玻璃瓶也可以用来取火,只要在里面装满水就行。很早以前,人们就发现了这一点,他们还发现,取火后瓶子里的水依然是凉的。还有人粗心大意,把装了水的这种玻璃瓶放在窗台上,结果把窗帘和桌子都烧了。以前的药店里,也经常会看到这种玻璃瓶,里面装着各种颜色的水,用来装饰橱窗。不过,这真的是一个很大的火灾隐患。(www.xing528.com)
实验证实,一只直径12厘米左右的小圆瓶,利用太阳光的聚焦,可以把盛在表盘玻璃上的水烧开。如果是直径15厘米的小圆瓶,其焦点的温度可达到120℃。用装着水的圆瓶点烟,就像用玻璃透镜一样轻松。
需要指出的是,用水做的透镜的集热效果,比玻璃透镜差很多。首先,光在水中的折射要比在玻璃中小很多;其次,水会吸收大部分的红外线,而红外线对物体的加热起着至关重要的作用。在发明眼镜和望远镜之前的1000多年前,古希腊人就已经知道了玻璃透镜的聚光作用。当时,有一位叫亚里斯多芬的诗人,他在戏剧《云》中就描写过玻璃透镜取火的情景:
苏格拉底问斯特列普西亚:“如果有人写了一张欠条,说你欠他钱,怎样才能把这张欠条销毁呢?”
斯特列普西亚说:“我想到了一个好办法,精妙绝伦。你见过药房里把药品烧着的那个透明的东西吗?”
“噢,你说的是‘取火玻璃’吧?”
“没错,就是它!”
“那要怎么做?”
“等他写欠条的时候,把它放在他后面,让太阳光穿过去,就把写的字烧掉了,这样就没有证据啦!”
你可能不太理解,我在这里解释一下:亚里斯多芬时代的希腊人,是在涂着蜡的木板上写字的,蜡遇热后很容易熔化。
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