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趣味物理学
1.10.14 8.14 冰透镜取火
8.14 冰透镜取火

事实上,冰块也可用来制作透镜,只要冰块有足够的透明度,这块透镜也可用来取火。在折射光线时,冰块本身并不会被烧热融化。当然,它的折射率略低于水,不过,既然盛满水的圆球能取火,用冰块透镜必定也能达到这个效果。

儒勒·凡尔纳在小说《哈特拉斯船长历险记》中,曾描写过用冰块取火的情形。书中写到,在零下48℃的极度寒冷的气温下,一批旅行家丢失了打火机等取火工具,这使他们陷入无法生火的困境。在这种情况下,克劳波尼博士就采用冰块点燃了柴火。

“这简直太糟糕了,”哈特拉斯对博士说。

博士回答说:“的确如此。”

“我们竟然没有人带一台望远镜,要是有望远镜多好,我们可以把镜头取下来生火了。”

博士回答说:“是的,这一切糟糕透了,我们竟然没带望远镜;你看阳光多么强烈、多么刺眼,只要有一块透镜,我们就不愁烧不着那些火绒了。”

“现在该怎么办呢,看来我们只能吃生的熊肉填肚子了。”哈特拉斯说。

“也许是吧,”博士沉思了片刻接着说,“没有其他的好办法,也只有这样了,不过为什么我们不试一下……”

“试什么?你想到什么妙法了?”哈特拉斯欣喜地急问道。

“就只是一个念头而已……”

“一个念头?”水手大笑了起来。“天啊,只要你有了念头,我们就不愁没救了!”

“还不知道能否成功呢,”博士有些犹疑地说。

“究竟是什么办法?”哈特拉斯好奇地追问道。

“我们手头不是没有透镜吗?我们干吗不制造出一个呢。”

图8-19 利用冰镜,博士能把太阳光聚焦到火绒上

“制造一个透镜?怎么制造?用什么材料?”水手的兴趣一下子提上来了。

“用冰块。”

“哦,你这是开什么玩笑……”

“不,当然不是。我们只不过需要将太阳光聚集在一起,使用冰块也能像玻璃透镜一样,达到这个目的。不过,我们得先找一块淡水的冰块,它的透明度要高些,也要结实些。”

“那块冰行吗?如果我没判断错的话,那块冰块看起来很符合你的要求。”水手指了指一百步外的一块冰块说。

“你的判断没错。快取把斧头,我们一起去吧,伙计们。”

于是,这三个人一同朝那块冰块走去。真的不出所料,那块冰块的确是淡水冻结而成的。

博士吩咐砍下一大块冰,其直径有一米左右。他们三人先用斧头将冰表面砍平,然后用小刀精心修理成球冠形,最后不停用手打磨它的表面,没多久一块透明的透镜就制造了出来,它洁白无瑕,简直如同用最好的水晶精制而成的透镜。太阳正在头顶,还在很卖力地照着大地。博士取这块冰透镜对着阳光,小心地把太阳光聚集在一起,然后将火绒放在那个亮点上。没过几秒钟,火绒就着火了,燃烧了起来。

图8-20 可用来做冰透镜的盘子

在这个故事里,儒勒·凡尔纳讲述的取火办法可不是完全出于幻想,要知道早在1763年,英国就成功地用冰块透镜点燃了木柴。当然,这块冰非常大。自那以后,人们曾用冰块做过多次类似的实验,也都取得了不错的结果。不过,要在零下48℃的严寒中,用斧头、小刀和手做一个冰透镜还是相当困难的。但我们可以用一个更简单的方法制作冰透镜:将淡水倒进一个适合的碟盘里,如图8-20所示,再让水结冰,然后将碟盘四处略微受热一下,就可以取出制作好的冰透镜了。

我们在做这个实验时,一定要记得在天气寒冷的大晴天做,并且要在室外露天做,如在室内做,要打开玻璃窗,不要隔着玻璃来做实验,因为太阳光的热量大部分会被玻璃吸收,剩下的热量穿着过冰透镜就没法将火绒点燃了。