清末郑复光曾经做过模拟实验,他用一个壶底稍微凹陷的锡壶,壶中装满热水,在开凿出的冰块上旋熨,得到晶莹透亮的冰透镜,然后用其向日取火,获得成功。他总结用冰透镜取火的要领说:“但须日光盛,冰明莹形大而凸稍浅(径约三寸、外限须约二尺),又须靠稳不摇方得,且稍缓耳。”(《费隐与知录·削冰取火凸镜同理》)郑复光的经验是有道理的。
透镜的集光本领是其口径与焦距之比(相对孔径)的平方,这样,口径大的透镜,有利于集光本领的提高。另一方面,凸起程度浅则焦距大,焦距大不利于集光,对此,郑复光接着解释说:“盖火生于日之热,虽不系镜质,然冰有寒气,能减日热,故须凸浅径大,使寒气远而力足焉。”原来,这是考虑到冰有寒气,寒气下行,所以要焦距稍大些,以减轻冰透镜寒气的作用,使得取火容易成功。
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