凹面鏡聚光的妙用

1、凹面鏡聚光作用的妙用古希臘敘拉古王國(guó)與羅馬帝國(guó)的交戰(zhàn)中，聰明的阿基米德使用杠桿原理制造 的兵器打敗了羅馬馬賽拉斯的進(jìn)攻，而羅馬將領(lǐng)馬賽拉斯作戰(zhàn)一天，損兵折將， 正在帳內(nèi)悶坐，這時(shí)進(jìn)來(lái)一人獻(xiàn)策說(shuō)，三天之內(nèi)能使阿基米德束手就擒。他抬頭 一看，原來(lái)是一員副將。那人說(shuō)：“將軍，你怎么忘了，我們也有厲害的武器啊， 這時(shí)不用，還待何時(shí)？”原來(lái)羅馬人常年征戰(zhàn)，攻城掠地，也發(fā)明了一些專門武 器。不過(guò)他們還不能像阿基米德那樣巧用科學(xué)，以智取勝，而是?？恳凼勾罅康?奴隸，以力取勝?，F(xiàn)在這位副將說(shuō)有厲害的武器，是指專門用來(lái)攻城的“攻城 塔”，就是立一座十分高大的木塔，下面裝著輪子，攻城時(shí)推至城墻邊，兵士從 塔頂用弓

2、箭封鎖對(duì)方的城頭，然后架上云梯強(qiáng)攻。馬賽拉斯經(jīng)部下這么一講，才 從沮喪中醒來(lái)，連忙召集會(huì)議，研究新的攻城方案。他又特別派人向海軍統(tǒng)帥克 勞狄烏斯送信，約定聯(lián)合行動(dòng)，務(wù)求一舉攻下敘拉古。會(huì)議結(jié)束時(shí)，馬賽拉斯特 意宣布了一條軍令：“抓住阿基米德者有重賞，但一定要保證他的安全，不得有 任何傷害?！钡诙?，戰(zhàn)場(chǎng)上一片寂靜，雙方相安不動(dòng)，各自秣馬厲兵，期以死戰(zhàn)。第三 天早晨，從羅馬軍營(yíng)里出來(lái)一座木樓房，緩緩地向敘拉古城靠近。那正是攻城塔， 前有數(shù)百人拉著，后面又有許多人推著，漸漸逼近了護(hù)城河。這時(shí)敘拉古城中又 飛出了大大小小的石塊，但是，這些石塊碰到攻城塔上裹著的幾層厚厚的牛皮， 嘭嘭有聲，卻又軟軟地落

3、地。攻城塔很快接近了城墻，固定好塔腳，塔頂上排好 射手，塔下的攻城槌，開(kāi)始咚咚地?fù)v城墻了。這下敘拉古城內(nèi)一片驚慌。男子差 不多都上了城頭，到處是一片嘶喊，刀光劍影。這時(shí)，馬賽拉斯騎著一匹帶鐵甲 的馬親自督陣，臉上顯出得意的神情：“啊，阿基米德，你這個(gè)老頭子，看你今 天不敗在我的手下？”真是屋漏偏遭連陰雨，船破又遇頂頭風(fēng)。正當(dāng)城北羅馬陸軍架起攻城塔強(qiáng)攻 硬上的時(shí)候，城南遠(yuǎn)處的海面上，克勞狄烏斯率領(lǐng)海軍艦船，黑壓壓的一片，乘 風(fēng)破浪向城邊壓來(lái)。這時(shí)守城的士兵大都上了北城墻，南門上只有幾個(gè)老兵放哨， 見(jiàn)此情景就敲起鐘來(lái)，并飛快地來(lái)向阿基米德告急。阿基米德正在大營(yíng)里與將軍 們商量守城之策，接此報(bào)告，向

4、人們吩咐了幾句，便只身來(lái)到南城門樓上。他瞇 起那雙已經(jīng)掛上白眉毛的慧眼，向海面上凝視了片刻，又抬頭望望天空，只見(jiàn)萬(wàn) 里無(wú)云，驕陽(yáng)噴火，便說(shuō)道：“事情緊急，現(xiàn)在趕快叫全城所有的婦女帶上自己 的梳妝鏡，到南門外集合！”一些士兵飛快進(jìn)城傳令去了，阿基米德守候在海邊。他站在高高的礁石上， 凝望著藍(lán)天碧海。他雖然裹著一身鐵甲，但是難免又閃過(guò)一縷學(xué)者的情思。多么 美麗的地中海啊，水天一色浩浩茫茫，清風(fēng)徐來(lái)，鷗鷺點(diǎn)點(diǎn)。這個(gè)知識(shí)之海，和 平之海，她那長(zhǎng)長(zhǎng)的海岸從希臘半島到尼羅河口，產(chǎn)生了多少科學(xué)巨人：泰勒斯、 畢達(dá)哥拉斯、歐幾里得、亞里士多德；她那深深的碧波，從西西里島到塞浦路斯， 融會(huì)了多少東西方的文明：中

5、國(guó)的絲綢，印度的象牙，埃及的紙草，希臘的工藝 品?？墒墙裉爝@和平之海上卻燃起了火，飄起了血。他又極目遠(yuǎn)眺，仿佛看到了 亞歷山大港外的那座塑有海神波賽依頓大雕像的巨大燈塔，仿佛看見(jiàn)了塔頂那團(tuán) 熾燃著的火，火后邊那面特別大的凹面銅鏡。那團(tuán)火正好處在凹面鏡的焦點(diǎn)上， 也就是說(shuō)在鏡面弧半徑的中點(diǎn)上，于是那光射到鏡面上，又都成平行光束集中反 射出去，極強(qiáng)極亮。他永遠(yuǎn)也不會(huì)忘記這座劃破黑暗，給遠(yuǎn)航者指路的燈塔，不 會(huì)忘記他第一次橫渡地中海去亞里山大里亞求學(xué)，還未見(jiàn)海岸就先見(jiàn)到那團(tuán)智慧 之火的情景。他想起了在那里學(xué)習(xí)的時(shí)候，正當(dāng)青春年華，朝氣蓬勃，可是，隨 著歲月的流逝，他已經(jīng)是70歲的老人，還肩負(fù)著衛(wèi)國(guó)的

6、重任。他暗暗乞求海神 波賽依頓保佑，今天也讓我們用那團(tuán)智慧之火把侵略者埋葬在地中海吧。這時(shí)，羅馬人的艦隊(duì)已漸漸地逼近了敘拉古。克勞狄烏斯站在指揮船上，腰 佩長(zhǎng)劍，頭戴鐵盔。為了防備敘拉古城上那木頭架子怪物再伸出魔爪，他命令將 每八艘戰(zhàn)艦鎖在一起，連成一個(gè)巨大的海上戰(zhàn)臺(tái)，給士兵們配備了特制的大斧， 準(zhǔn)備砍斷木架上伸出的魔手，然后就可以架著云梯登城。可是當(dāng)他們的戰(zhàn)艦接近 敘拉古的時(shí)候，卻看到城頭上并沒(méi)有那個(gè)怪物架子，也沒(méi)有彎弓持槍的守兵，卻 看到城門大開(kāi)著!這時(shí)城里走出三五成群的婦女穿著長(zhǎng)長(zhǎng)的白衣裙，飄飄然地走 向海灘，有的爬上礁石，有的靠近水邊，婦女群中還夾著少數(shù)老人、孩子這 是干什么呢?阿基米

7、德這個(gè)怪老頭子，又在玩什么詭計(jì)。克勞狄烏斯不覺(jué)犯了尋 思，他忙令水手停槳，手搭冰棚仔細(xì)觀察一番。不錯(cuò)，都是些婦女、老弱。對(duì)， 一定是北面攻打得緊，城將失守，他們出城投降來(lái)了。想到這里克勞狄烏斯高興 起來(lái)，他好像看見(jiàn)了婦女們焦愁的面容，聽(tīng)到了她們乞憐求饒的柔語(yǔ)嬌聲。他哈 哈大笑起來(lái)。傳令水手們用快速前進(jìn)，好搶頭功。這時(shí)，分散在海邊排成一個(gè)弧 形的婦女們，每人從懷里掏出了一面鏡子，如火的陽(yáng)光照射鏡面，立即反射出一 束束強(qiáng)烈的光芒?？藙诘覟跛箍粗詾槟鞘且环N別致的歡迎儀式，更加欣喜若 狂?？墒遣灰粫?huì)兒，這些光束漸漸集中到船上，對(duì)準(zhǔn)了桅桿，盯在那高大的白帆 上。船隨著海浪在起伏顛簸，光束隨船帆上下移

8、動(dòng)，但卻像吸住一樣，總不離開(kāi) 那面布帆。這時(shí)滿船將士才不安起來(lái)，莫非阿基米德又想出了什么怪點(diǎn)子。一會(huì) 兒有人喊，船帆有點(diǎn)發(fā)黑了，有人又喊，聞到焦糊味了。話還沒(méi)話完，那桅桿上 的白色篷帆騰地變做一團(tuán)烈火燃燒了起來(lái)。接著那浸了油的帆繩、木頭桅桿都劈 劈啪啪地著了火，火苗四散，繼而濃煙大火，彌漫了整個(gè)船臺(tái)。那些八只戰(zhàn)艦拼 起來(lái)的超級(jí)戰(zhàn)臺(tái)，因?yàn)榛ハ噙B鎖著，哪一個(gè)也不能逃脫。水手們心里一慌，槳法 錯(cuò)亂，船臺(tái)在波峰浪谷間只是滴溜溜地打轉(zhuǎn)。不一會(huì)兒，其他的船臺(tái)上也起了大 火，可憐克勞鍬烏斯辛苦經(jīng)營(yíng)的艦隊(duì)，都化作了焦糊的木板漂散在地中海上，他 自己幸得幾只沒(méi)有上鎖的戰(zhàn)艦搭救，率領(lǐng)殘軍倉(cāng)惶駛向那浩渺的煙波里，逃命去 了。原來(lái)這阿基米德真是靠海神波賽依頓幫的忙。那燈塔是將火光平行反射出 去，他現(xiàn)在是利用光線的可逆原理，將那平行的太陽(yáng)光聚集起來(lái)。似火驕陽(yáng)放射 出的無(wú)數(shù)光束經(jīng)這群娘子軍手中的鏡子一集中，其熱度不亞于一團(tuán)大火。驕傲而 又對(duì)光學(xué)無(wú)知的克勞狄烏斯怎么會(huì)知道阿基米德指揮這群婦女將他置于這面大 鏡的焦點(diǎn)上呢?虧得他僥幸，不然這火將他烤熟也是毫不費(fèi)力的。這樣說(shuō)來(lái)讀者 也許不信，但后人對(duì)此確曾作過(guò)驗(yàn)證。1747年，法國(guó)科學(xué)家布韋用360面邊長(zhǎng) 15厘米的正方形鏡拼成了一個(gè)大凹面鏡，將陽(yáng)光聚起來(lái)燒著了