书城科普读物世界大发现纪实系列丛书-自然世界的奇迹(上)
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第19章 取天火的“神镜”的发现

有一种传说,说阿基米德是利用大凹面镜烧毁敌舰的。

有一本书上记载:……在城墙上,阿基米德还立了一面巨大的经过精细打磨的金属凹面镜。按照他的设计,这面凹面镜能把太阳光的焦点准确地集中在马塞拉斯舰队的木船上面。过不大一会儿工夫,木船就起火燃烧起来……过了大约900年以后,有一位叫比丰的法国科学家制造了一面凹面镜,成功地点着了距离镜子45米远的木头,并烧化了距离镜子42米远的铅。

阿基米德是否造出了这取天火的神镜,至今历史学界仍有争论。不过早在阿基米德之前,咱们中国就造出了会聚阳光的凹面镜。

1956年~1957年在我国河南陕县上村岭1052号虢国墓中发现了一件弧面形铜器,圆形像面镜子,正面是个凹入球面,银白色。出土时虽然有几处绿色积锈,但是可以看出,原来打磨得是十分光洁的。这是两千六七百年前我国春秋早期的一面凹面镜,在我国古代叫做“阳燧”。燧是取火的器具,阳燧就是利用太阳取火的工具。

公元前5世纪,也就是比阿基米德时代早两个世纪的时候,我国古代学者墨翟和他的弟子们就研究过凹面镜,并在《墨经》这部书里做了论述,说凹面镜是个球面,像凹进去的半个球。凹面镜把太阳光集中起来的那一点,并不是球心,而是另外的一点,墨子管这点叫“中燧”。现在物理学里把它叫做焦点(F)。从焦点F到顶点O的距离,叫凹面镜的焦距。

公元前300多年,我国出了一本书叫《考工记》,书里记载了阳燧是铜和锡各一半的合金做的。以后的许多著作,如《淮南子》、《论衡》等,都有用凹面镜聚光的记载。

凹面镜是捕捉太阳能的“神镜”,在现代太阳能技术中大显身手。

前些年,我国江苏省的科技人员用凹面镜造了一种太阳能焊接机。这种焊接机由凹面聚光镜、跟踪调节系统、焊接刀具装置和机架等部分组成。它的聚光镜直径有2.5米,焦点处的温度可达2000℃。1毫米厚的钢板放在那儿,只需12秒钟就可以烧穿一个直径6毫米的洞。这种焊接机可用来焊接车床上的刀具,刀具装在一个可转动的刀具架上,每次可以焊接10把,一把刀具只要1分多钟就可以焊好,比常用的氧气和乙炔焊接方便多了。

太阳能焊接机

用凹面镜做的太阳灶,更是深受农民欢迎的“新阳燧”。甘肃省甘南藏族自治州临潭县有个村子,200多户人家,户户装了太阳灶,每年节约烧柴20多万千克。

现在的伞式太阳灶,大多是一个抛物面形的反射镜,焦点那里的温度在400℃~650℃。聚光灶的反射镜可以是玻璃镜,也可以是用真空镀铝塑料薄膜做成的折叠式,可以带着它出去旅行探险,打开它便可烧水做饭。1个直径1.6米的太阳聚光灶,最高可获得700瓦~1000瓦的功率,顶得上一个蜂窝煤炉呢!

在法国的比利牛斯山上有一座太阳能高温炉。它的聚光镜有9层楼那么高,这个大凹面镜是用9000块小反射镜组成的,它可以把安装在对面山上的63块巨型平面镜反射过来的阳光,聚集到前面的太阳炉中,使炉内的温度达到4000℃。利用它,可以提炼出超纯大晶体,造出奇异的合金,并且发出巨大的电力。

在阿尔凯克城附近的沙漠里,美国人建了一座太阳能发电站。那座电站有1775面反射聚光镜,把太阳光集中反射到60米高塔的锅炉上。锅炉每小时产生十多吨具有几百摄氏度高温和几十个大气压的蒸汽,用来推动汽轮发电机,发出750千瓦的电力。

你说,这凹面镜是不是一面“神镜”?