为什么能用冰取火?
在一千六百多年前,我国晋代学 者张华在他写的一本书里说,把冰块削成圆形,中间厚四周薄,向太阳举 起来,在圆冰下边的光斑上,放上容 易着火的东西,可以燃起火来。用冷冷的冰去引火,冰不是会溶 化吗?在清朝的时候,有的人去问当时著名的科学家郑复光。郑复光不迷 信书本,决定自己动手试一试。他的 实验是这样做的:找一把壶底微微向里凹的锡壶,往壶里灌上热水,放在 冰块上旋转,把大冰块烫出两个光滑的凸面,做成一个很大的冰凸透镜。 在阳光灿烂的时候,把冰凸透镜靠在 一个小桌上,让它对准太阳,又把一 个纸捻放在凸透镜的焦点上,纸捻真 的燃烧起来了。可是,冰并没有溶化。用冰取火的原理,和用凸透镜取 火的原理一样。爷爷的老花镜、放大镜都是凸透镜。把放大镜放在阳光下, 你就会看到放大镜下出现了一个耀眼 的亮斑,那个亮斑就是焦点。把火柴 头放在焦点上,看,着火了。这就是 凸透镜的聚光本领。冰凸透镜也有这个本领,所以它也能取火。
要制作一个双凸透镜,而且可以用来取 火,也可以用冰做材料,只要这冰足够透明就 行。冰在折射光线时,本身并不升温,也不融 化。冰的折射率仅仅比水略小一点。人们已经看到,可以用装满水的球状瓶子取火,那 么,也就可以用冰制透镜来取火。冰制透镜在儒勒•凡尔纳的《哈特拉斯 船长历险记》里起了很大作用。在旅行者们 丢了打火器,面临可怕的-48丈严寒而无火 取暖时,克劳伯尼医生正是用冰制透镜生着 了篝火。儒勒•凡尔纳的故事不完全是出于幻 想:用冰制作透镜来点燃木头的实验,第一次是1763年在英国顺利完成的,用的是一个很 大的透镜;从那时起,有人不止一次进行过完 全成功的实验。当然,这种透明的冰制透镜 很难用斧子、刀子这样的工具,甚至直接用手 制作。但可以用一个更为简便的法子获得冰制透镜:把水倒进一个所需形状的小碗里,让 水结冰,然后给碗微微加点儿热,从碗里取出 冻好的透镜就行了。要做类似实验,别忘了,只有在晴朗而寒 冷的日子在室外进行才能成功。在隔着玻璃 窗的室内是不行的,因为玻璃会吸收阳光相 当大的一部分能量,剩余的能量就不足以用透镜去充分加热物体了。