诞生于19世纪后10年的汽车,曾经是速度和效率的象征。进入21世纪,伴随着汽车的普及,现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们,回归传统和自然的呼声越来越高,“骑上你的自行车”成为倡导“国际无车日”(9月22日)活动的宣传用语。“国际无车日”活动并不是拒绝汽车,而是唤起民众对自身生活方式的反思,如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地,一种新的交通工具──电动自行车应运而生了。
电动自行车运用了许多物理知识,观察图1所示电动自行车的结构图,填写下表。
构件名称 | 构件中采取的有效措施 | 所能达到的实用价值 |
尾灯 | 能使入射光平行反向射回,增强反射效果,消除安全隐患 |
要想解答这道中考题,先来看一道数学证明题。
如图2所示,两个互相垂直的平面镜和构成一个反射器。在跟这两个镜面垂直的平面内,有一条入射光线,经过两个镜面的反射,沿方向射出。改变入射光线的方向,反射光线的方向也跟着改变。试证明、两光线平行。
分析要证明、平行,就需要利用两条直线平行的判定定理,就必须找出角之间的关系。而要找角的关系。还必须用反射定律中的一些知识。
解分别在、两点做法线和,因为两平面镜互相垂直,所示。
根据反射定律有∠l=∠2;∠3=∠4
在中,∠2+∠3=90°
则 ∠1+∠4=90°
∴ ∠2+∠3+∠1+∠4=90°+90°=180°
即 ∠ABC+∠BCD=180°
同旁内角互补。可得∥
即、两光线平行。
结论两个互成直角的平面镜,可以实现反射光线平行于入射光线按原方向返回,但不是按原路返回。
同学们你仔细观察过自行车(哪怕是电动自行车)后泥瓦上的红色尾灯吗?既然是灯,里面应该有灯泡,它发光后来警告后面的来车,可是我们看到已经损坏的自行车尾灯,并没有灯泡,这是怎么回事呢?
原来自行车的尾灯使用了角反射器。所谓角反射器是由两个相互垂直的平面镜组成的。自行车尾灯是多组相互垂直的平面镜组成的,如图3──甲所示。我们以其中的一副角反射器来分析以下(图乙):当一束光照射到一个反射镜上时,光经过平面镜的反射光又照射到平面镜上再次发生反射。根据上题证明知:光经过反射器反射后沿与原方向平行的方向反射回去(不是沿原光路反射回去),这就是光的逆向反射。
红色塑料制成的自行车尾灯,其外表是平面,在此塑料平面的背面(即向着自行车前方的一面)上凸起许许多多整齐排列的直角锥棱镜,每个直角锥棱镜相当于三个相互垂直的平面镜。这种特殊的设计,使得在夜间,汽车灯光照在它上面时无论入射方向如何,反射光都能返回汽车,光强远大于一般的漫反射光,像发光的红灯,足以使司机观察到,保证了行车安全。
明白了角反射器的工作原理,阅读以下短文后,回答问题。
根据光的逆向反射原理,公路两旁的各种交通知识标志和符号是由逆向反光薄膜制成的。这种逆向反光薄膜,由透明保护层、单层排列的超微玻璃珠(直径为左右的空心玻璃珠)、反光层、胶合层等组成。白天通过对阳光的镜面反射和漫反射,司机可以看清楚这类交通标志和符号。夜间在汽车灯光照射下,光线沿原路径返回,标志十分明亮,司机在几百米外即可看清它。现在,这种逆向反光薄膜的透明保护层已做成白、黄、红、橙、蓝、绿灯多种颜色,在车灯的照射下,可呈现色彩绮丽的各种交通标志、广告等。
问题设置:
(1)公路交通标志由基板和附着其上的反光膜组成,夜晚它可以反射汽车射来的灯光,使司机看清交通标志,以下反光膜示意图中,正确的是( )
(2)这种逆向反射现象,除了文章中介绍的以外,在生活中还有哪些应用?
答案(1)D (2)汽车牌照 交通警察背带等
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