火,对于人类的意义十分重大,它能让人在黑暗中感到光明,在寒冷中感到温暖,让人知晓熟食的美妙……提到远古人类的取火方法,很多人会脱口而出:钻木取火、击石取火。据考证,人类祖先大约在距今35万年前开始有规律地使用火。直到现在,这两种取火法还被应用于一些野外生存、考察等场景当中。然而,如果说这个世界上有人用冰来取火,你是否好奇:冰怎么能够取火?但这的确是真的。
多年前有一个探险队到达了南极洲,那时正是南极洲的夏季。虽是夏季,但温度也在零下20摄氏度左右。南极的天气变化无常,探险队员们顽强地抵抗着寒冷和风暴进行科学探测。当他们到达一个孤岛上时,打火器却找不到了。没有火,就不能工作、不能生活,甚至生命受到威胁。
正在大家一筹莫展,陷于绝望之际,一位年轻的队员取了一块冰,用小刀轻轻地刮,用温暖的双手不断摩挲,做成了一个光洁透明的半球形“冰透镜”。他举着“冰透镜”,向着太阳,让太阳光穿过“冰透镜”,形成焦点,射在一团干燥蓬松的火绒上。一分钟,两分钟……火绒冒出一缕淡淡的青烟。又过了一会儿,火绒上出现了一个红点,接着竟燃烧起来了。
其实,我们的祖先也不乏用冰取火之人。《淮南万毕术》云:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”根据这一记载,结合当时科技的发展情况,我们认为上述大概意思是:把一块冰削成扁圆形,两个侧面鼓成球面,将它举起来,使其一个侧面对着太阳。这样,阳光穿过冰块后汇聚成一点,在那里放些艾草一类干燥的易燃物,这些物品会被慢慢点燃。
清朝著名科学家郑复光根据古书记载,亲自做了一次“冰镜取火”实验:找一把壶底微微向里凹的锡壶,往壶里灌热水,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,又把一个纸捻放在透镜的焦点上,纸捻真的燃烧起来了!
为什么用冰能够取火呢?其实,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,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。
无论是冰凸透镜,还是放大镜,都涉及到了物理中几何光学的原理。光通过两种媒质的界面时,会发生折射。凸透镜(会聚透镜)是一种光学元件,它对光有会聚作用。让一束平行光通过凸透镜,光线会聚焦点(即平行光聚焦法),从而使热量集中到焦点上。如果在焦点处放些易燃物质,易燃品就会燃烧起来。2010年,第五届全国特奥运动会的圣火采集利用的就是凸透镜的聚焦原理。
所以,用冰取火的人是很聪明的,他们充分利用了凸透镜对光的会聚作用。如果你也想试试,那么就不妨取大小适度的一块冰,首先将冰磨制成一个凸透镜,然后利用太阳光找到冰凸透镜的焦点,便可利用此冰凸透镜引燃火种。当然,做这个实验的时候要注意安全。
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