探究自行车尾灯的奥秘_实验设计-查字典物理网

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探究自行车尾灯的奥秘

查字典物理网 2012-12-29

●提出问题

晚上小汉与几个同学一起分别骑自行车放学回△家。一辆汽车从后面驶来，小汉发现前面同学自行车上的尾灯“发出”亮亮的红光，尾灯为什么会发光呢？

●猜想1

可能自行车尾灯中装有电池、灯泡，遇到强光，它里面的电路接通，就会发光。

●猜想2

可能尾灯内有荧光粉，白天吸收能量，晚上释放。

●实验与观察

收集和观察各种自行车的尾灯。如图1所示。拆开一只旧尾灯观察，发现并没有电池、灯泡，也没有荧光粉，故以上猜测不成立。

●进一步观察

发现汽车头灯发出的光照在自行车尾灯上，顺着汽车灯光方向观察，尾灯很亮，但若从偏离汽车灯光方向的一侧看过去，尾灯并不亮。

●实验研究

实验：在暗室中，将自行车尾灯放置在桌子中央，用激光笔照射尾灯，借助点燃蚊香制造的烟雾可观察光反射的路径，发现反射光射向光源处，没有射向其它方向的光，所以只有从顺着灯光方向观察，尾灯很亮，而从偏离灯光方向的一侧看过去，尾灯并不亮。

继续观察拆开的自行车尾灯，发现它外表面是平面，内部都是由若干个互成直角的直角棱锥组成。（如图2）

●理论分析

取其中一小部分研究，画出平面图。（如图3）

画出光路图，（如图4），通过分析发现反射光和原入射光平行，这就很好的解释了观察到的现象。

图3 图4

●进一步检验判断是否正确

取两块平面镜，互相垂直放置，用激光笔射向其中一面平面镜，观察光路（用烟熏辅助观察），证实上述结论正确。

●交流与评估

互成直角的直角棱锥科学家把它叫做角反射器。角反射器的特点是：无论光线从哪一个方向射向它，它都能将入射光线逆着原方向反射回去。懂得了这个道理，我们就可以想到空间沿任意方向射向角反射器的光线均可经两次或最多三次反射最终反向射出的情形了。

据报道，1969年7月阿波罗11号宇宙飞船首次登月时，在月球上放置了一个角反射器，它是由100块熔融石英直角锥棱镜排列成的边长为18英寸的方阵。地面上发出的激光，只要射中它，反射光总能返回原处。用它测出月地之间的距离为353911215米，精度差小于10米。

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