减速玻璃原理

作者在 2007-12-24 13:32:52 发布以下内容

最近汽车坐的多了,对前面的玻璃感到很奇怪,居然可以达到减速的效果,想来想去也没想到什么道理,上网查了一些资料,大致有三种说法:

1 凹透镜论

主要是光学成像原理,我们都知道,凹透镜在任何情况下都成正立缩小的虚像,不仅如此,此虚像还位于实物与凹透镜之间的位置,凹透镜的焦距越长,虚像就越靠近实物,其大小也越接近实物(尽管还是要小一点),当凹透镜焦距很大时,这种虚像跟实物之间的大小差别就很难用肉眼分辨了
宝来的前挡正是利用其弧度和不同的薄厚,中心部分薄于四周,实际上就是一个长焦距凹透镜
这样的前挡玻璃就实现了在行使时,某一时刻透过前挡观察所得的前方实际景物的像与观察者之间的距离比实际景物与观察者之间的距离要近
假设车速为v,匀速行使,经过时间t后前挡到达刚才观察的实物处(显然也同时到达像处),设这一过程中相对于前挡而言,物、像移动速度分别为v1、v2,有:
v1=s1/t v2=s2/t
又因为s1大于s2,显然有v2小于v1,也就是观察所得像的移动速度较实际慢,达到所谓减速的效果
现在除了赛车在民用车中,尤其是中高档的车(除了别克君威)基本都采用了减速玻璃

2 不增速论

“减速玻璃”是存在的,但是名字取得不科学,或者可以认为是为了商业目的的误导。
其实减速玻璃并不能让外界景物的运动看起来比实际更慢,而是看起来和实际速度一致——和没有玻璃时一模一样,因此所谓减速玻璃准确的名字应该叫“不增速玻璃”。而其它的普通玻璃,相对而言,可以称为“增速玻璃”。
很多人一定记得很多年前,一般楼房的窗玻璃——那时浮法玻璃还没有普遍应用,老法制作的玻璃的平面度都比较差,厚度也不均匀,透过这种玻璃看世界,具有类似哈哈镜的效果,外面的世界常常是扭曲的,当外面有东西在运动时,你透过玻璃看到的不仅有物体本身的运动,还叠加了一个由于光线折射不均匀带来的快速的随机的前后“运动”的分量,使得运动物体看起来变得相对模糊,感觉和物体本身运动得更快时有点相似,于是这种玻璃能使外界的运动物体“增速”。
当然,即使在很久以前,汽车的挡风玻璃也不会做得象建筑玻璃那么差,但是和现在的“减速玻璃”相比仍然有点差距。
减速玻璃一方面很准确地矫正了玻璃在厚度、平面度(对于弯曲的玻璃则是曲率)的误差,要求高的时候,理论上还应该矫正:1.如果玻璃是弯曲的,为了保证其后的观察者视觉效果与没有玻璃时一样,整块玻璃各处厚度不应当完全相同,而是应该遵循一个按照厚度和折射率推导出来的函数(就象三星平面显示器的那个视觉平面补偿曲线一样的原理);2.矫正玻璃材质的误差,保证各处的折射率相同。

3 不存在论

首先可以肯定地告诉大家:所谓的“减速玻璃”是根本不存在的。
既然不存在,为什么会流行这么一说呢?那是因为几十年前,有些汽车司机在开卡车和小汽车时会有不同的速度感,自己不懂科学,无法解释,于是乎想当然地认为是洋鬼子(当时中国不能生产小汽车)在前挡玻璃上应用了什么高科技,产生了“减速”的效果,于是就有了“减速玻璃”一说,大家以讹传讹,一直流传至今。这就如同从前的人们不知道月食是怎么回事一样,大家都以为是天狗吞月。一遇到月食大家就赶紧拿出各种能敲响的器物使劲儿地敲、扯开嗓子使劲儿地喊,一会儿月亮出来了,以为是在大家的努力下吓得天狗不得不吐出了月亮逃走了。这是愚昧的笑话。
那为什么开不同的车会有不同的速度感呢?可以从以下几方面来理解:
1、距离。我们在不同的距离看相同运动速度的物体就会有不同的感觉,我们看车窗外距离近的物体会一闪而过,而看遥远的山峰时就觉得移动非常缓慢(再说大一点,月亮星星运行那么快,我们为什么感觉不到他们的运动呢?就是因为太远的缘故)。开车也一样,不同的车驾驶员的视野是不一样的。有人拿小汽车跟公交车比较,说开同样的速度感觉到小汽车要慢得多,这是为什么?告诉大家:公交车都是平头的,前挡玻璃几乎是垂直的,人的座位又高(站着就更高了),你可以看到离车头很近的路面,自然就感觉快,如果在车地板上开一个洞,让你垂直地看下去,你更会大吃一惊的!而小车就不一样了:小车不仅有较长的车头,前挡玻璃也是倾斜安装的,而且斜度还较大,这样人离车头的距离就远了,同时小车的座位又比较低,这样你的视线就只能以比较平的角度看车头前的路面了,你所能看到的路面与你所坐的位置有了很大的一段水平距离(也就是说车头前方还有一段路面被车头挡住了),你感觉就慢得多了!这就是“减速”的主要原因!而且越是高档小车,车头部分就越长、前挡玻璃的倾斜度也越大,驾驶员离车头的距离就越大,这种“减速”效果就越明显。
2、视觉误差。还有人问:为什么看前面和看侧面会有不同的速度感?告诉你:看前面与看旁边是有区别的,但这根本不是玻璃的原因!不信你站到没有玻璃的货车厢里去看一看。为什么?因为我们看前方的景物时,是由远而近,景物始终在我们的视线范围之内,我们的视线很容易跟踪,当它离你还有一段距离的时候就已经被引擎罩挡住了,消失了(也就是让人感觉最快的那一段已经看不到了)。然而看旁边就不一样了,景物是从你的一侧快速地运动到另一侧,而人两侧的视角范围有限,要想跟踪它,你必须快速地摆动脑袋,否则他就会在你眼前一晃而过(此时能看到的恰恰是离我们最近的那一段),你自然就会觉得快。不信你再看看后窗玻璃外面的景物,看是不是也不像看旁边的景物一样快,后窗玻璃总不会也是“减速玻璃”吧。这就是视觉误差和距离共同影响的结果。(想更好的理解视觉误差,你可以做这样一个实验:将两根等长的长形物体如钢管等,一横一竖地放到离你较远的地方,你看起来一定会觉得是横的长竖的短!这就是视觉误差)
3、车的平稳性。车行驶得越平稳就越有慢的感觉,你在不平的乡村道路上开几十公里的时速就会感觉很快了,而到了高速公路开100公里的时速也觉得很慢。高档车毫无疑问有更好的减震效果,行驶起来更加平稳。感觉也就不那么快了。
4、玻璃的质量。好的玻璃要跟没有玻璃一样的感觉,这样看外面的景物就不会有形变,感觉就舒服,否则,就容易视觉疲劳,给你快的感觉。
就这么简单,这回该明白了吧。希望大家再也不要想当然了,有些人坚信有“减速玻璃”,还拿出了望远镜的原理、凹透镜的原理等等来解释。我也想对这些人说几句:稍有光学知识的人就知道,望远镜至少要有一块凸透镜一块凹透镜,档风玻璃有吗?!有人说前挡玻璃是凹透镜(中间薄、四周厚。不是凹面镜)原理,可你想一想:前挡玻璃那么大,他的厚薄差别能做多大(你不妨去测量一下损毁的汽车前挡玻璃四周与中间的厚度差)?如果达不到一定的厚薄差别,那效果又有多大?相对于行驶速度达到100多公里的小车来讲,一点点的“减速”效果能有什么实际意义?你能感觉得到吗?再说了,即使能做成,那也是有慢就有快,如果你看中间“减速了”,那四周就会加速,你能不头晕吗?
尤其值得我们深思的是:我们为什么要给驾驶员造成“减速”的假象呢?给驾驶员造成“减速”的假像有好处吗?一般驾驶员都有飚车的欲望,“减速”的错觉是很危险的!有那个司机怕快的? 限速还限不下来呢!!! 如果真能做成,我倒希望今后能有“加速玻璃”诞生,用其限制飙车族的超速行驶真是再好不过了。

从这三种解释来看,我觉得还是第三种比较说得过去

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