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玻璃在我們(men) 的生活中再常見不過了。無論是家用鏡子還是窗戶，都是用玻璃製品做成的。

可是，除了家裏的普通玻璃之外，你是否還知道更多種類的玻璃呢？比如，玻璃哈哈鏡、玻璃雙麵鏡以及防彈玻璃？

接下來，就讓我們(men) 帶著好奇心，來了解這些玻璃背後的神奇原理吧！

1

哈哈鏡是怎麽(me) 讓人變形的？

哈哈鏡經常出現在遊樂(le) 場或者大型商場裏，能夠使鏡中的物體(ti) 扭曲變形。

它並不像常見的鏡子一樣由光滑的平麵構成，而是多為(wei) 凹麵鏡或凸麵鏡，以及兩(liang) 者的組合。

下麵小編就從(cong) 光學的角度帶大家了解下，哈哈鏡到底是怎麽(me) 讓人變形的。

北京科學中心兒(er) 童樂(le) 園裏的哈哈鏡

來源丨作者拍攝

凹麵鏡利用了光線反射的原理，其特殊的表麵形狀可以使光線會(hui) 聚。當我們(men) 把一個(ge) 物體(ti) 放在凹麵鏡前方時，會(hui) 產(chan) 生下圖這樣的光路：

凹麵鏡成像光路 來源丨網絡

我們(men) 用箭頭AB代表一個(ge) 物體(ti) ，經過一係列反射，AB在凹麵鏡後方形成了一個(ge) 放大的虛像A’B’。

這就解釋了為(wei) 什麽(me) 當我們(men) 站在凹麵哈哈鏡前方時，身體(ti) 在鏡子中產(chan) 生的虛像會(hui) 扭曲變大，變得又胖又高。

同樣，我們(men) 來看一看凸麵鏡的光路：

凸麵鏡成像光路 來源丨網絡

可以看到，經過凸麵鏡一係列的反射之後，鏡子後麵所成的虛像變小了，因此凸麵鏡中的物體(ti) 比實際中顯得更小。

而對於(yu) 凹麵與(yu) 凸麵組合的哈哈鏡，我們(men) 在分析時隻需要把上麵兩(liang) 條原理結合即可。

站在這樣的哈哈鏡麵前時，正對凹麵部分的身體(ti) 部位在鏡中會(hui) 被放大，正對凸麵的身體(ti) 部位在鏡中會(hui) 被縮小。於(yu) 是，哈哈鏡裏麵的我們(men) 就會(hui) 扭曲變形，變成一個(ge) “怪物”的模樣。

你看到哈哈鏡裏麵變形的試驗台了嗎？

來源丨北京科學中心

當然，哈哈鏡的效果不僅(jin) 限於(yu) 玻璃，隻要是表麵光滑、有弧度，具有反射光線能力的表麵都可以達到類似的效果。在北京科學中心兒(er) 童樂(le) 園裏，就有一組有著各種弧度的哈哈鏡，歡迎小夥(huo) 伴們(men) 來親(qin) 身體(ti) 驗~

2

雙麵玻璃

在刑偵(zhen) 、諜戰主題的影視作品中我們(men) 常見到這樣的場景：一個(ge) 罪犯被關(guan) 在明亮審訊室裏，審訊室的隔壁房間（暗房）裏站著很多警察。警察通過透明的鏡子將罪犯的行為(wei) 一覽無餘(yu) ，而審訊室裏的罪犯卻看不到警察在觀察自己。

雙麵玻璃兩(liang) 側(ce) 的場景

來源丨影視劇截圖

這種具有單麵透過性質的玻璃叫做雙麵玻璃。其實，它一點也不神奇，即使是一塊普通玻璃也能達到類似效果。

想必大家都有這樣的經驗，漆黑的夜裏，當我們(men) 在明亮的屋裏朝窗外望去時，會(hui) 發現原本透明的窗戶玻璃變得像鏡子一樣，映出房間裏的樣子，而窗外的場景卻變得模糊不清。

這一切其實是室內(nei) 外光強不同以及玻璃的性能造成的。

要知道任何玻璃都不是100%透明的，當光線照射到玻璃時，一部分被反射回去，一部分被玻璃吸收，剩下的才會(hui) 透過玻璃。

來源丨網絡

我們(men) 假設有左右兩(liang) 間環境亮度不同的屋子，左側(ce) 屋內(nei) 的光強是100，右側(ce) 屋內(nei) 的光強是10，由於(yu) 透明薄玻璃吸收光的能力微乎其微，暫且忽略不計。

當左側(ce) 光向右射入玻璃時，有10%的光被反射，90%的光成功透過，此時透到右側(ce) 的光強為(wei) 90，反射回來的光強為(wei) 10。

當右側(ce) 的光向左射入玻璃時，同樣有10%的光被反射，90%的光透過，此時，透到左側(ce) 的光強為(wei) 9，反射回的光強為(wei) 1。

對於(yu) 左邊明亮屋子裏的人來說，玻璃反射回來的光強為(wei) 10，而右側(ce) 透過來的光強僅(jin) 為(wei) 9，透過來的光還沒有玻璃反射回來的強。

對於(yu) 人眼而言，光線較強時更容易看清楚，於(yu) 是，在左側(ce) 屋內(nei) 的人看來，玻璃就像鏡子一樣能映出室內(nei) 的場景，模模糊糊地也能看見從(cong) 對麵房間透過來的景象。

普通玻璃 來源丨網絡

然而，右側(ce) 屋子裏麵卻是另外一番場景。從(cong) 左側(ce) 透過來的光亮度為(wei) 90，而從(cong) 玻璃反射回來的右側(ce) 屋子內(nei) 部的光強度僅(jin) 為(wei) 1，透過來的光顯然要比反射的光強度大。

因此，對於(yu) 右側(ce) 屋子裏的人，這塊玻璃幾乎是透明的，透過它可以很清楚地看到左側(ce) 房間裏麵的場景。

透過率90%的玻璃 來源丨網絡

利用兩(liang) 個(ge) 房間亮度差異帶來的效應，即便一塊普通玻璃也能達到雙麵玻璃的效果，而且兩(liang) 個(ge) 房間亮度差異越大，這種效應就越明顯。

除了增加兩(liang) 個(ge) 屋子的亮度差異外，人們(men) 為(wei) 了進一步提升玻璃在兩(liang) 側(ce) 不同光強下單麵透視的性能，通常會(hui) 在玻璃表麵鍍一層薄薄的銀膜。

銀膜可以阻礙光線透過玻璃，使玻璃的反射率提高，透過率降低。當反射的光增多，透過的光減少，前麵介紹的單麵透過效應會(hui) 更加明顯。

當反射率為(wei) 50%，即反射光與(yu) 透射光強度都為(wei) 入射光的一半時，玻璃的單麵透過性能最好，明亮房間裏的人完全看不到玻璃背後發生了什麽(me) ，暗房裏的人卻可以清清楚楚地看見玻璃對麵的每一個(ge) 細節。

透過率50%的玻璃 來源丨網絡

感興(xing) 趣的小夥(huo) 伴可以自己計算證明一下哦~

3

防彈玻璃

在影視劇中，防彈玻璃也是“常客”。當持槍歹徒想要槍擊車裏的某些大人物時，會(hui) 發現射出的子彈無法穿過車窗玻璃，最終刺殺失敗，這便是防彈玻璃在起作用。

劫案後的珠寶店防盜玻璃，可能是被子彈擊中了。

來源丨維基百科

防彈玻璃又被稱為(wei) 安全玻璃，由承力層玻璃、過渡層材料、防護層玻璃三部分在高溫和高壓下粘合製成。

防彈玻璃的結構 來源丨網絡

承力層位於(yu) 防彈玻璃最外側(ce) ，由厚度大、強度高的玻璃製成。在遭受子彈衝(chong) 擊後，承力層會(hui) 破裂，吸收子彈的動能，改變彈頭形狀或破壞彈頭，使得子彈失去繼續衝(chong) 擊的力量。

過渡層材料的粘接力非常好，並且具有一定的柔韌性，通常由透明的塑料製成，能夠吸收子彈衝(chong) 擊過程中產(chan) 生的部分能量，使得子彈前進的方向發生改變。

由於(yu) 承力層的玻璃與(yu) 過渡層緊緊地粘結在一起，因此當玻璃被子彈震碎時，產(chan) 生的碎片大部分還會(hui) 附著在過渡層表麵，不會(hui) 有大量碎片飛濺，保證了結構的完整性。

最內(nei) 側(ce) 的安全防護層也是由高強度的玻璃製成，其彈性與(yu) 韌性極佳，能夠吸收經承力層與(yu) 過渡層削弱後的剩餘(yu) 能量，進一步阻擋子彈，確保子彈不會(hui) 穿過防彈玻璃。

測試防彈玻璃 來源丨網絡

防彈玻璃作為(wei) 一種層狀複合材料，把兩(liang) 側(ce) 玻璃的“剛”與(yu) 中間過渡層的“柔”完美地結合在了一起，使其具有了良好的抗衝(chong) 擊性能。

在建築、航天、機械等領域，這種“剛柔結合”的思路經常被人應用於(yu) 材料設計中，複合材料也成為(wei) 現代工業(ye) 材料中不可缺少的一員。

當然，除了今天介紹的這三種，生活中還有許多新奇的特種玻璃被應用於(yu) 各個(ge) 場合，為(wei) 我們(men) 的生活帶來便利，小夥(huo) 伴們(men) 不妨也來自己找找看吧~

審核專(zhuan) 家：苗光耀

凝聚態物理博士

來源：數字北京科學中心

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