怎么做防彈玻璃(防彈玻璃效果)
玻璃在我們的生活中再常見不過了。無論是家用鏡子還是窗戶,都是用玻璃制品做成的。
可是,除了家里的普通玻璃之外,你是否還知道更多種類的玻璃呢?比如,玻璃哈哈鏡、玻璃雙面鏡以及防彈玻璃?
接下來,就讓我們帶著好奇心,來了解這些玻璃背后的神奇原理吧!
哈哈鏡是怎么讓人變形的?
哈哈鏡經(jīng)常出現(xiàn)在游樂場或者大型商場里,能夠使鏡中的物體扭曲變形。
它并不像常見的鏡子一樣由光滑的平面構成,而是多為凹面鏡或凸面鏡,以及兩者的組合。
下面小編就從光學的角度帶大家了解下,哈哈鏡到底是怎么讓人變形的。
北京科學中心兒童樂園里的哈哈鏡 來源丨作者拍攝
凹面鏡利用了光線反射的原理,其特殊的表面形狀可以使光線會聚。當我們把一個物體放在凹面鏡前方時,會產(chǎn)生下圖這樣的光路:
凹面鏡成像光路 來源丨網(wǎng)絡
我們用箭頭AB代表一個物體,經(jīng)過一系列反射,AB在凹面鏡后方形成了一個放大的虛像A’B’。
這就解釋了為什么當我們站在凹面哈哈鏡前方時,身體在鏡子中產(chǎn)生的虛像會扭曲變大,變得又胖又高。
同樣,我們來看一看凸面鏡的光路:
可以看到,經(jīng)過凸面鏡一系列的反射之后,鏡子后面所成的虛像變小了,因此凸面鏡中的物體比實際中顯得更小。
而對于凹面與凸面組合的哈哈鏡,我們在分析時只需要把上面兩條原理結合即可。
站在這樣的哈哈鏡面前時,正對凹面部分的身體部位在鏡中會被放大,正對凸面的身體部位在鏡中會被縮小。于是,哈哈鏡里面的我們就會扭曲變形,變成一個“怪物”的模樣。
你看到哈哈鏡里面變形的試驗臺了嗎? 來源丨北京科學中心
當然,哈哈鏡的效果不僅限于玻璃,只要是表面光滑、有弧度,具有反射光線能力的表面都可以達到類似的效果。在北京科學中心兒童樂園里,就有一組有著各種弧度的哈哈鏡,歡迎小伙伴們來親身體驗~
雙面玻璃
在刑偵、諜戰(zhàn)主題的影視作品中我們常見到這樣的場景:一個罪犯被關在明亮審訊室里,審訊室的隔壁房間(暗房)里站著很多警察。警察通過透明的鏡子將罪犯的行為一覽無余,而審訊室里的罪犯卻看不到警察在觀察自己。
這種具有單面透過性質(zhì)的玻璃叫做雙面玻璃。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(jīng)驗,漆黑的夜里,當我們在明亮的屋里朝窗外望去時,會發(fā)現(xiàn)原本透明的窗戶玻璃變得像鏡子一樣,映出房間里的樣子,而窗外的場景卻變得模糊不清。
這一切其實是室內(nèi)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,剩下的才會透過玻璃。
我們假設有左右兩間環(huán)境亮度不同的屋子,左側(cè)屋內(nèi)的光強是100,右側(cè)屋內(nèi)的光強是10,由于透明薄玻璃吸收光的能力微乎其微,暫且忽略不計。
當左側(cè)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(cè)的光強為90,反射回來的光強為10。
當右側(cè)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(cè)的光強為9,反射回的光強為1。
對于左邊明亮屋子里的人來說,玻璃反射回來的光強為10,而右側(cè)透過來的光強僅為9,透過來的光還沒有玻璃反射回來的強。
對于人眼而言,光線較強時更容易看清楚,于是,在左側(cè)屋內(nèi)的人看來,玻璃就像鏡子一樣能映出室內(nèi)的場景,模模糊糊地也能看見從對面房間透過來的景象。
然而,右側(cè)屋子里面卻是另外一番場景。從左側(cè)透過來的光亮度為90,而從玻璃反射回來的右側(cè)屋子內(nèi)部的光強度僅為1,透過來的光顯然要比反射的光強度大。
因此,對于右側(cè)屋子里的人,這塊玻璃幾乎是透明的,透過它可以很清楚地看到左側(cè)房間里面的場景。
利用兩個房間亮度差異帶來的效應,即便一塊普通玻璃也能達到雙面玻璃的效果,而且兩個房間亮度差異越大,這種效應就越明顯。
除了增加兩個屋子的亮度差異外,人們?yōu)榱诉M一步提升玻璃在兩側(cè)不同光強下單面透視的性能,通常會在玻璃表面鍍一層薄薄的銀膜。
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,前面介紹的單面透過效應會更加明顯。
當反射率為50%,即反射光與透射光強度都為入射光的一半時,玻璃的單面透過性能最好,明亮房間里的人完全看不到玻璃背后發(fā)生了什么,暗房里的人卻可以清清楚楚地看見玻璃對面的每一個細節(jié)。
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里的某些大人物時,會發(fā)現(xiàn)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。
劫案后的珠寶店防盜玻璃,可能是被子彈擊中了。
防彈玻璃又被稱為安全玻璃,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制成。
承力層位于防彈玻璃最外側(cè),由厚度大、強度高的玻璃制成。在遭受子彈沖擊后,承力層會破裂,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(xù)沖擊的力量。
過渡層材料的粘接力非常好,并且具有一定的柔韌性,通常由透明的塑料制成,能夠吸收子彈沖擊過程中產(chǎn)生的部分能量,使得子彈前進的方向發(fā)生改變。
由于承力層的玻璃與過渡層緊緊地粘結在一起,因此當玻璃被子彈震碎時,產(chǎn)生的碎片大部分還會附著在過渡層表面,不會有大量碎片飛濺,保證了結構的完整性。
最內(nèi)側(cè)的安全防護層也是由高強度的玻璃制成,其彈性與韌性極佳,能夠吸收經(jīng)承力層與過渡層削弱后的剩余能量,進一步阻擋子彈,確保子彈不會穿過防彈玻璃。
防彈玻璃作為一種層狀復合材料,把兩側(cè)玻璃的“剛”與中間過渡層的“柔”完美地結合在了一起,使其具有了良好的抗沖擊性能。
在建筑、航天、機械等領域,這種“剛?cè)峤Y合”的思路經(jīng)常被人應用于材料設計中,復合材料也成為現(xiàn)代工業(yè)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于各個場合,為我們的生活帶來便利,小伙伴們不妨也來自己找找看吧~
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