汽车玻璃上的物理知识探讨

2016-07-14刘佳希

科学中国人 2016年30期

关键词：汽车玻璃挡风玻璃弧度

刘佳希

湖南广益实验中学

汽车玻璃上的物理知识探讨

刘佳希

湖南广益实验中学

随着社会科技的不断发展、国民经济的不断提高，汽车不再是富裕人家的专属品而是已经成为了普通百姓不可或缺的代步工具之一。新课程改革要求物理联系生活、贴近生活，所以无论在我们的教材中还是考试中，都出现了不少有关汽车的物理知识。本文研究了普通汽车玻璃和新型汽车玻璃上的物理知识，便于当代学生学习时参考。

汽车玻璃；物理；知识探讨

引言

汽车从被设计出来开始就存在玻璃，而在最开始，汽车玻璃的作用在于挡风避雨，防尘防雷电，现如今，随着道路交通日益畅通，汽车开始被广泛使用，人们也渐渐认识到了汽车玻璃在更多地方的重要性，例如，在行驶过程中为驾驶员和乘客提供开阔的视野，以及在遇到交通事故时起到缓冲作用，降低驾驶员及乘客的伤亡等，如果我们能将汽车玻璃当中的物理知识完全掌握，那么社会的科学发展必将更上一层楼。

1.普通汽车玻璃的物理知识

1.1前挡玻璃倾斜安装的原理

正如我们可以看到的一样，小型汽车的前挡玻璃通常都不是直立的而是全部采用弧形式倾斜安装，倾斜安装的优势主要在于两点，其一，减小汽车驾驶时的空气阻力，其二，防止意外事件的发生，因为前挡玻璃会形成平面镜效应，也就是说，驾驶员可以在前挡玻璃上看到车内乘客的一举一动，这样会让驾驶员产生错觉，影响驾驶员对车外环境的判断，而大型客车由于驾驶员驾驶位置高度与小轿车不同，不易呈现平面镜效应，也就不用采用倾斜安装。

1.2后窗玻璃上的导电薄膜

如果观察仔细，我们不难发现，汽车的后窗上有一道道分明的“横线”，而这些“横线”事实上是玻璃表面上的一层薄膜［1］。很久之前，驾驶员想要观察车后情况，只能通过驾驶室上方的反光镜，在气温较低的冬天，后窗玻璃极易因室内外的巨大温差而产生霜或水汽（这一现象的原理出现在初三物理《汽化与液化》以及《升华与凝华》中），导致反观镜中只能看到一片白，无法判断后方车辆及道路状况，后来人们发明出了导电薄膜，并将汽车后窗由原先的单层改造成了双层，在玻璃表面附上一层导电薄膜后，只要一通电，玻璃表面的温度就会上升，能够迅速将玻璃上的霜和水汽融化、蒸发，保障司机能随时通过反射镜观测后方情形。

2.新型汽车玻璃的物理知识

2.1憎水汽车玻璃

汽车如果在行驶过程中遇到阴雨天气，雨水会迅速地粘附在汽车的每一块玻璃表面，即使在不停使用雨刷器的情况下，也会对驾驶员的视线造成影响，因此，想要购买汽车的人对于汽车的前挡风玻璃性能十分重视，不仅要保证一定的光洁度与透视率，还要保证无论天气状况如何，驾驶员的视线都不会受到严重影响。现在的憎水汽车玻璃就可以做到这一点，憎水汽车玻璃表面涂有一层憎水性薄膜，可以减小分子间作用力，让雨滴在玻璃表面成珠状，依靠重力（或风力）作用自然滑落到玻璃外，保持玻璃表面的持久清晰干净，并能降低驾驶员雨雪天气危险驾驶的几率。

2.2防弹汽车玻璃

防弹玻璃由胶片、防弹膜和多层玻璃组合而成，有三层结构（即承力层、过渡层与安全防护层），承力层玻璃强度高且厚度大，能破坏弹头甚至改变弹头形状，使其无法继续前进，过渡层玻璃耐光性强且粘接力好，不仅能吸收子弹的部分动能、改变子弹的前进方向，还能保证在子弹撞击后自身不出现裂纹，安全防护层玻璃弹性强且韧性佳，可以吸收子弹绝大部分的冲击能，阻止子弹的穿透［2］。可以看出，每一层玻璃、胶片都在防弹上起着至关重要的作用，而由于这种玻璃较为特殊，对于普通百姓的作用不大，所以更多的被用在运钞车、军事车辆以及国家政府要员的专用车上。

2.3减速汽车玻璃

减速玻璃用比较通俗的说法就是夹层汽车前挡风玻璃，因为很多的钢化钢化前挡风玻璃光学性能弱，无法平滑过渡，所以司机在长时间驾驶后容易产生眩晕、疲倦，容易发生交通事故，而夹层玻璃的光学性能强，不会发生光畸变，加上夹层玻璃技术上的改进，可以将光线柔化，既能给驾驶员及乘客带来减速般的驾驶体验，又不会对司机的视线产生影响［3］。由于汽车的挡风玻璃在与车体接触的边缘处均有弧度弯曲，也就可以使车外景物在透过弧度时发生变形，让车内驾驶员及乘客对车外的风景产生不一样的欣赏效果，这个原理类似于用放大镜看书本，移动时，中间文字的移动速度慢于边缘处文字的移动速度。事实上，我们看到的汽车前挡风玻璃不仅在与车体接触的边缘地有弧度弯曲，还与整块玻璃都有弧度弯曲，在驾驶员驾驶过程中，正是因为玻璃的弧度使车两边参照物的移动渐渐放缓，才会使人认为汽车前挡风玻璃有减速的神奇功能。