书城科普读物探索未知丛书-物理城堡二
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第67章 无源路灯为什么能“发光”

在德国慕尼黑市的郊区有一条高速公路。人们乘坐的汽车在这条公路上高速奔驰,可是看不见公路上有任何路灯照明。突然车灯亮了,发出两道白光,与此同时,公路两旁的两排路灯也发出耀眼的光芒,左边一排为单灯,右边一排为双灯,照亮了公路的路面和走向,蜿蜒弯曲伸向远方。往后看,不见一盏标灯。往前看,前方的标灯相对于汽车在迅速移动,车一靠近便逐次熄灭,隐没在昏暗的夜色之中。这情景发生在刹那之间,令人叫绝,谁不想搞清其中的奥妙呢!

如果你走到路标跟前仔细观察,就会发现,路标是一个高不过1米,宽不过10厘米的方形水泥桩,它的正面偏上方有一个高约10厘米,宽约3厘米的浅槽,内镶一块有机玻璃,外面既无电源线,内部也看不见灯泡之类的发光设备。再仔细看这块有机玻璃却颇有文章,它的外表面平滑光洁,内表面却布满了六角蜂房状花纹,原来是个回光镜。

由于回光镜的外表面是平面,而内表由整齐排列的正立方微棱镜构成,所以回光镜与反射镜不同。反射镜可以改变光线的方向,也可以使光线按原路返回,这时入射光必须垂直于镜面。而回光镜的每个微棱镜都有3个互相垂直的平面可以反射光,光线由平面入射,经过3个互相垂直的平面反射后按原路返回,这是回光镜的第一个特点。当入射角增大到棱面上的入射角小于临界角,该棱面不能产生全反射,光能损耗很大,形成盲区,这是回光镜的第二个特点。当入射角继续增大,入射光可能与3个棱面之一平行,这时光线只在2个互相垂直的平面上产生反射,形成回光的极强区,这是回光镜的第三个特点。

正是因为回光镜有以下三个特点,因此,它作为路标代替路灯,当汽车的前灯打开时,灯光照射到回光镜上,再由回光镜将灯光反射回来,就如同无源路灯自身“发光”一样。这样既照亮了路面、车辆,而又节省能源。