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9. 冰透镜趣闻

  在米内斯・弗恩的小说《哈特拉斯上尉历险记》中, 探险队员在探险途中遇到了特大暴风雪, 温度低至零下48 摄氏度。当人们要点火做饭时, 发现装火柴的袋子丢失了。而干吃那些冻得像石头一样冷硬的食品是不可能的, 可是要去营地取来火种, 需要几天的时间。怎么办呢?

  正当大家焦急万分的时候, 一位队员竟然想到这样一个主意: 用冰来取火! 事已至此, 也只能试一试吧!

  大家取来一块直径约1 米的大冰块, 用小刀和斧子修凿成一块凸透镜。当他们将透镜对准太阳时, 阳光经过透镜会聚到堆放的易燃物上。过了一会儿, 易燃物竟然真的着起火来。探险队员们为他们的成功而欢呼。

  这是个故事, 但是, 它真的可以做到吗? 读者也不妨做一做这个实验。无独有偶, 美国的中学课本中就有关于冰透镜的论述, 并要求中学生亲自动手做这个实验。

  有趣的是, 早在1600 多年前的中国晋代就有这样的记载。

  博物学家张华在他的名著《博物志》中写道: “削冰令圆, 举以向日, 以艾承其影, 则得火。”可以想见, 古人为此会感到多么惊奇吧! 也的确有不少人怀疑张华的说法。

  其实具有现代科学知识的人不难想见, 这种圆型冰块并不是任意的, 它是中央厚、边缘薄的凸透镜。清代科学家郑复光的态度很科学, 他亲自动手做实验以验证张华的说法。

  郑复光有一把锡茶壶, 这个壶底微凹, 灌上热水, 而后把大冰块在上面旋转, 把冰块烫磨成两块光滑的凸透镜。用它按张华话去实验, 结果还真的取火成功了。

  在达到张华要求的前提下, 还可磨削成截面为棱形的冰块。它也同样具有汇聚光线的作用。为什么取火时冰块不会融化呢? 因为光线是穿过透镜, 而不是汇聚在透镜内。

  冰透镜的用途还远不是为了取火, 现代科学家也把它用作一种重要的实验器具。我们知道, 基本粒子中有一种中微子, 它的静止质量为零, 行进速度是光速。最厉害的是它的贯穿能力, 它穿过地球易如反掌。在研究太阳辐射时, 人们发现许多中微子“失踪”了。为此, 科学家想很多办法去捕捉中微子, 其中有一种办法是利用冰透镜制造中微子望远镜。科学家设想冰透镜的体积可达1 立方公里, 这差不多是90 万吨重了。美国科学家在世界最大的岛屿格陵兰岛上做实验, 如果可能, 将把冰透镜制作的中微子望远镜建在南极洲。张华有知, 会含笑于九泉了吧!

  
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