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由一道错解题引出的思考——兼谈反光膜的光学原理



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中学物理  V o 1 . 2 3  N o . 7  

2 0 0 5 年4 月 

概 念 规 律 辨 析   由一道 错解题引 出的思考 
— —

兼谈反光膜的光学原理  杨学切  

题目   公路交通标志

由基板和附着在其 

型聚光反射镜. 将玻璃微珠均匀单层镶嵌在有  机树脂中作为光学元件.   如图 2 , 其光学原理是利 

上面的反光膜组成, 夜间可以反射汽车射来的  

灯光 , 使 司机看清交通标志. 如图 1 , 这种 交通 
标志的光学原理是 
透明 保护层 
超微玻璃珠 
反光层 

用透镜成 像原理使光线聚焦在 
A点, 再经反光层( 相当凹面   镜) 反 剩 和在B点折 剪 于 而成, 并 
非利用光的全反射原理.  

基板 
图 1  

关于折射光线的聚焦位 

置与玻璃微珠的折射率和半  径的关系, 可以用公式表示:  
F =   +r  

图2  

参考答案  全反射.   这种交通标志的光学原理真的是利用光  的全反射原理吗? 事实是否定的.  

其中F 一 焦距 ; r 一 玻璃微珠半径; , z 一 玻璃微 

要解决此问题, 我们必须谈谈反光膜的有 
关知识.   1 . 反光膜的总体特征  反光膜产品是一种用途广泛 的新型光学  材料, 用其制作的反光标志能将入射光线按入  射方向反射回去 , 其反光的亮度比一般的油漆   标志亮几十到几百倍 . 产品广泛应用于公路、  

珠的折射率.   因而, 只要我们选择适当折射率和半径的  
玻璃微珠, 就可以使入射光线经过玻璃微珠的   折射后聚焦于反光层上.  
( 2 ) 微棱镜逆向反光膜.  

微棱镜逆向反光膜又分为镜面型和非镜  面型. 其结构图分别如图 3 —1 、 图3 —2 .  
棱镜层 
金属化层 

铁路、 港航 、 机场、 矿山、 消防、 车辆牌照、 环保、   广告等领域制作反光标志 、 标牌. 该产品的使  用, 能使人于夜间在数百米 以外看清标志 , 很  大程度地提高人们夜间对标志的识别能力, 达  到增强安全意识和宣传作用. 也是人类进步的  


基板 
图3 - 1 镜面型 

个特征.  

2 . 反光膜的类型和原理  ( 1 ) 玻璃微珠定向反光膜. 如图 1 , 把每个  玻璃微珠镀上银 , 然后在一定的条件下将球形  的玻璃微珠的一半镀银洗去, 就成为绝妙的微 
?

4 9 ?  

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2 0 0 5 年 4月  

V o 1 . 2 3  N o . 7  

中学物理 

天 体 运 动 周 期 和 单 摆 周 期 
形 式 统 一 是 x 5合 吗  
任   争 
在教学中笔者发现天体运动周期和单摆 
/ - i -  

X   r o 0 6 叫 £  

( 1 )  

周 期形式上是统 一的: 单摆周期T=2 丌 √  ;  

Y   r s i n o J t  

( 2 )  

可见, 天体 m在x轴、 Y轴的两个分运动都是 
简谐运动 , 并且合运动与分运动的周期相同.  
2 . 利用简谐运动推导天体运动的周期 

天 体 运 动 周 期 T = 2 丌 √  , 又 有 g =  ,  
厂= -  

所以T=2 n   /  . 两种运动周期都取决于轨 
道半径和重力加速度, 这是巧合 , 还是两种运  动之间存在着本质上的必然联系呢? 深入研究 

天体 m做匀速圆周运动时在x 轴的受力 :  
=m g c o s o o t   ( 3 )  

由( 1 ) 、 ( 3 ) 两式得天体 m 在x轴分运动的回  

复力和位移的关系:  
= 一

发现两种运动之间存在着本质上的必然联系.   1 . 天体运动可以分解为两个简谐运动 
天体运 动近 似 

丝 


( 4 )  

看作匀速圆周运动,   如图 1 , 天体 m 绕中  
心天体作匀速圆周   运动. 设天体 m从x   轴的 P点开始逆时 
针运动. t时间转过 

  l

g 其中, k=. m 则得天体 m 运动的周期 




 



 

T = 2 丌 √  = 2 丌 √ 詈 .  
通过以上分析可知, 天体运动周期和单摆 
P   x 

周期形式的统一不是巧合, 而是因为天体运动 

和摆动之间存在着本质上的必然联系. 伟大的  
图1  

的角度0 =m t , 天体  m在x轴、 Y 轴的投  影方程分别是:  

物理学家牛顿研究天体运动时, 就曾受到锥摆 

的启示 , 从而完善了天体运动理论.   【 作者单位: ( 0 6 3 3 0 2 ) 河北唐山丰南区第  


中学】  

●   镜面型微棱镜反光膜是将棱镜面进行金  原理达到逆向反射的目的.   属化处理, 使反射面成为镜面, 靠镜面反射来达 
题后思考   社会的发展, 科学知识发展迅 

到逆向反射的目的. 经过镜面化, 可以改善反射  速 , 物理教师必须了解物理发展动向和最新研 

效应, 而且, 在做成反光布等纺织品时, 可以使  究结果 , 尤其与中学知识有关联的研究成果. 保 
  元件保持清晰、 清洁、 干燥 , 以保证具有 良好的  证出题的严密性和答案的准确性 .
反射性能.  

【 作者单位: ( 3 2 5 4 0 1 ) 浙江省平阳县鳌江  

非镜面型微棱镜反光膜是利用光的全反射 

中学】  

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