1.8.5 “阳燧”和聚光式太阳灶

“阳燧”和聚光式太阳灶

在古希腊神话中,普罗米修斯为取得“天火”吃尽了苦头。在中国古代传说中,为人们取得火的是圣贤“燧人氏”,他却是用真实得多的机械的方法取得的,即“钻木取火”。

其实,比起机械的方法,用光学的方法获得太阳“圣火”要简单得多。这是因为将光能直接转换成热能从技术上是非常容易的。阿基米得用反射镜烧毁罗马战舰的故事讲的就是这种技术的利用。然而,在阿基米得之前的两个世纪,中国先秦时期墨家学派就研究了这个问题,不过墨家的研究侧重于凹面镜的成像规律。

关于用凹面镜取火的研究,西汉时的《淮南子》中明确记载着“阳燧见日而燃为火”的方法。这里的“阳燧”就是表面略微凹下的镜子。先秦典籍《考工记》中记载了专门用于制作凹下的镜子“阳燧”的冶金配方。在一些先秦的墓葬品中就有凹面镜出土。例如,在河南陕县上村岭的一座春秋墓中出土的铜器,其中有一枚随身携带的“阳燧”。中国人用“阳燧”取火的历史实际上可以追溯到西周初年的公元前11世纪。对应的出土文物有陕西周原出土的“阳燧”,这是1995年4月被考古人员发现的,经专家测定,把这枚“阳燧”放在阳光下只需2—3秒就可以点燃纸条或棉絮。

在现代社会中,用凹面镜取“天火”也非常多。这种太阳能接收装置就是“太阳伞”。我国的科技人员曾设计用凹面镜收集阳光用于焊接,它用凹面镜、跟踪调节系统、焊接装置等组成。聚光镜的直径有2.5米,焦点处的温度可达2000℃。如果将一块厚1毫米的钢板放在焦点处,只用几秒钟就可在钢板上打穿一个直径6毫米的洞。

1990年,在北京召开第11届亚洲运动会,点燃北京工人体育场的主火炬的火是来自西藏的“天火”。这是利用“太阳伞”在西藏高原上收集阳光得到的火种。

太阳伞也叫“太阳灶”,或称作“聚光式太阳灶”。它在太阳光充足的地区应用得非常普遍。一般来说,伞式太阳灶大都选择抛物面,其质料多为塑料薄片,并敷上一层真空镀铝膜。太阳伞焦点处的温度可达400℃~650℃。一个直径1.6米的太阳灶,最多可达700~1000瓦的功率,相当于一个普通的蜂窝煤炉子。用它可以直接烧水、煮饭和炒菜等。我国是世界上使用太阳灶最多的国家,全国约有15万台左右。它们主要分布在西藏、新疆和甘肃等地区,那里的日照条件好,农牧民生活又缺乏柴草,大量普及太阳灶可以节省能源和保护环境。