激光,這個時代的驕子,現代科學技術的奇才,從它誕生的那一天起,就受到科學家們的寵愛,得到各行各業人們的青睞,如今更是身手不凡,到處留下它光輝的足跡。這是為什麽呢?因為它具有極不尋常的品格……

    在我們的日常生活、生產活動和科學實驗中,事事離不開光,處處少不了光源。太陽是天然光源,各種各樣的燈都是人造光源。天然光源也好,人造光源也好,這些普通光源的發光方式都是一樣的——光向四麵八方放射開去。

    光源向周圍放射“光線”,這是我們已經見慣了的,也是非常熟悉的現象,甚至一提到太陽或電燈,我們的腦海裏馬上就會出現那種“光芒四射”的情景。當我們畫一張簡筆畫的時候,要在畫中畫上一個太陽,就先在紙上畫一個圓圈,然後在它的周圍畫出一些向外放射的“光線”。和這種情形相似,描繪一幅夜晚景象,譬如說,畫一幅“園丁燈下批作業”,要在畫中畫出一盞亮著的電燈,也是先畫一個燈泡,然後在它周圍畫出一些向外放射的“光線”。

    可是,無論在生產和生活當中,還是在科研和軍事方麵,往往不希望“光芒四射”,需要的是光線聚攏成“一束”,朝著一個需要照射的目標投射過去。比如,我們日常生活中用的手電筒,一按開關,一支圓圓的光束直溜溜地發射出去。夜晚,在沒有路燈的地方行走,或者在沒有燈光的地方找東西,手電筒就成了好幫手,我們可以隨意讓它把光束投射到需要照亮的地方去。

    手電筒為什麽能夠將光線聚攏起來而投射到一定的方向去呢?這是因為,在手電筒前頭那個小圓玻璃“窗口”裏,有一個凹麵的鏡子。它就像一個金屬製的小碗,內表麵電鍍得錚亮錚亮的,反光能力特別強。在凹球麵頂部有個圓孔,小燈泡就從這個圓孔把小圓球形的頭伸進來。小燈泡發出的光,一部分光直接從小玻璃“窗口”射出去,大部分光投射到凹球麵鏡麵上以後反射回來,因而聚攏在一起從“窗口”射出去,形成一支圓圓的光柱。

    凹球麵反光鏡它是一種小的像飯碗、大的像鐵鍋的凹形物件。凹球麵反光鏡的作用是很奇妙的,如果讓它凹進去的鏡麵對著太陽,陽光照射到鏡麵上,又被反射回來,反射光集聚於一點F,在這個位置放置一張紙或其他什麽易燃的東西,就會被烤焦,甚至能著起火來,由於這個緣故,人們把這個點F叫做焦點。反過來,如果在它的焦點位置放一個小燈泡,燈光投射到鏡麵上以後,被反射回來而成為一束平行光束,向著一個方向照射出去。這就是手電筒光柱形成的原理。

    利用光滑的球麵或拋物麵的凹麵來反射光的鏡子,通常稱為凹麵鏡或凹鏡。汽車的照明燈、火車的車頭燈、貨場的探照燈、交通的信號燈等都是利用凹麵鏡形成平行光束的。

    除了凹麵鏡之外,人們還利用凸透鏡或者幾塊鏡片構成的透鏡組來聚攏光線。

    凸透鏡,它是一塊透明的玻璃,一麵是球麵,另一麵是平麵或球麵,構成一個中心部分厚而邊緣部分薄的鏡片。凸透鏡的作用也是很奇妙的,一束平行光線投射到凸透鏡上,經過凸透鏡折射以後,會聚於一點,這個點是它的焦點。如果是陽光會聚在這一點,就能把香煙點著,或把紙燒焦,甚至著起火來。凸透鏡能夠使一束平行光線會聚到一點,故又稱為會聚透鏡。反過來,如果在它的焦點位置放一個小燈泡,燈光投射到透鏡上,經過透鏡折射以後,會形成一束平行光,像凹麵鏡那樣,一個直溜溜的光柱投射出去。人們利用凸透鏡的這個特性,製成了各種儀器和用具。舞台用的聚光燈就是利用會聚透鏡(也叫聚光鏡)形成光束,跟蹤和照亮歌手、舞蹈演員。

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