汽车挡风玻璃为什么不竖着装?从安全角度讲有一个重要作用,请运用光学知识分析

Question

汽车挡风玻璃为什么不竖着装?从安全角度讲有一个重要作用,请运用光学知识分析

Answer 1

汽车高速行驶时,透过减速玻璃正视前方看到的景物移动速度比未透过减速玻璃作同样观察时的移动速度要慢.这一事实可以做实验来证实,比如让副驾把头探出天窗看看,保证让他心惊胆战!（此举危险!最好用摄像机代替）
究其原因,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.
汽车的减速玻璃是有弧度的,这一事实恐怕贴了前挡膜的同学感受最深!汽车的前挡正是利用其弧度和不同的薄厚（比如中心部分薄于四周）,实际上就是一个长焦距凹透镜.
这样的前挡玻璃就实现了以下功能：
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.
减速效果的最大好处就是保证安全.因为不论何时,驾驶员观察到的实际前方景物均比其实际距离要近,可以时刻保持安全距离,提前做好刹车准备,保证安全.