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关于”减速玻璃“的科学解释

2012-10-29 15:28:44 来源:

在我国一直有很多人在说好汽车的挡风玻璃是“减速玻璃”,尤其近几年高速列车上应用了“减速玻璃”的说法更是传的沸沸扬扬,认为透过这种“高科技”的“减速玻璃”看外面景物的运动就可以比实际速度慢。现在更有人用上了什么“超减速玻璃”、“全景式减速玻璃”等更加惑人的名词。其实这根本就是一个物理常识错误。

一、“减速玻璃”的由来:

世界上根本就没有什么“减速玻璃”。“减速玻璃”这个词是我国老一代司机的杰出“发明”,50-60年代有些原来开大卡车,后来又开了小汽车的老司机,发现开大卡车与开小汽车会有明显不同的速度感,而又不能用他的知识解释这种现象,于是就认为是老外(当时的小汽车都是外国货)在小汽车上用了什么高科技玻璃,可以减速,从而创造了“减速玻璃”这个词。以后以讹传讹而广为流传,并被有些商家用来忽悠消费者,也被部分有车族用来炫耀自己的车好,更有很多人因不明其原理而深感困惑。其实当时生产汽车的西方国家并没有这个名词,现在中国人用的太多了,一些不明原理的新闻媒体也在宣扬,翻译也得跟着翻译,于是才有了“decelerating glass”这个词英文词汇,国外还将其归纳为“中国特色”词汇。虽然是中国人的“发明”,但却是违背科学常识的“发明”,其实无论是国内外的汽车及汽车玻璃等有关设计、生产单位的正规技术资料里,或者有关院校的教科书里都是找不到这个词的。现在轮到老外们犯迷糊了,你去问奔驰、宝马公司的技术人员,他们根本就不知道“减速玻璃”为何物。

事实上交通工具(包括汽车、火车、飞机等)上用的玻璃正确的叫法是:安全玻璃。国家标准对不同部位的车用安全玻璃都有不同的光学要求,前挡风玻璃要求最高,有可见光透射比、副像偏离、光畸变等光学指标,没有所谓“减速”的要求。

二、为什么开不同的车会有不同的速度感:

1、视角不同。人感知物体运动速度快慢的参数是角速度(单位时间内角度的变化),而不是线速度(单位时间内距离的变化)。相同线速度的运动物体,如果观察的距离与角度不同,其角速度是完全不同的。如图1:

1.jpg

图(1)

一点状物以速度V由a运动到b,对于不同角度、不同距离的4个观察点A、B、C、D来说,角速度是完全不同的。A点与运动方向在同一直线上,没有角度的变化,即角速度为0,是感觉不到速度的;B点与运动方向夹角大,且距离近,角速度最大;C点虽然与B点位于同一方向,但由于距离较远,角速度也较小;D点不仅与运动方向夹角小,而且距离也较远,所以角速度更小。由此可见:不同的车,由于车头长度、玻璃斜度、座位高度等均有不同,所以视角就会不同,能看到的最近参照物物距离也不同,角速度就会不同,感觉速度就不同。这是主要原因。如图2:

2.jpg

(图2)

上面为高档小车,由于引擎部分较长、玻璃斜度大、驾驶员坐姿低等,这样视线就越平,驾驶员能看到的最近点为B,距离A-B反映到驾驶员的角度为∠1;下面为紧凑型小车,由于引擎部分较短等原因,驾驶员能看到的最近点为D,比高档车的最近点B要近得多,与A-B相同的距离C-D反映到驾驶员的角度为∠2,显然角∠1小于∠2,因此高档车的速度感明显比紧凑型车要慢。

2、减震性能不同。减震性能不好,汽车行驶时会有不规则的颠簸,看外面的景物就会有不规则的晃动,如同看一幅不停晃动着的画面,就容易使驾驶员视觉疲劳,这就是晃眼,感觉就快。减震好的车,这种不规则的颠簸就小,景物晃动也小,感觉就慢。显然,高档车有更好的减震性能,感觉速度就慢。

3、玻璃 质量不同。好的玻璃具有良好的光学性能,没有明显的光畸变,能非常真实地反映外面景物的物理形态与运动状态,和没有玻璃时的视觉效果一样。不好的玻璃由于厚度不均、表面平整度差等原因,就会有光畸变,看物体会变形,就会给运动物体叠加一个不规则的变量,同样给你快的感觉。切记:无论什么好玻璃,也不能让你看起来比实际速度更慢!

此外,操控性、隔音效果也会影响驾驶员的速度感。

三、为什么通过前窗和侧窗看同一景物速度感不同:

还有人通过前挡玻璃和侧窗玻璃的比较,观看同一景物发现前者速度明显慢很多,于是就认为前挡玻璃有减速效果。这是怎么回事呢?其实还是前面说的角速度不同的问题,与玻璃没有任何关系。如图3:

3.jpg

(图3:角速度不同与玻璃没有任何关系)

A-B=C-D,但∠1显然比∠2小得多,所以通过前窗看与通过侧窗看同一景物速度感是完全不同的;同样通过侧窗看远处的景物速度感也会变慢,如图E-F=C-D,但∠3显然也小于∠2。

四、坐动车组看外面的景物为什么不快也不晕车:

动车组车窗玻璃与汽车前挡风玻璃的结构是相同的,也没有所谓的减速效果。乘客感觉不快主要是因为高速铁路路基一般高架,近处没有妨碍视线的障碍,离景物较远,看远处的景物角速度小自然就慢了,如图3的∠2与∠3。这就好像在高速飞行的飞机上看地面的景物移动很慢一样。近处的景物角速度很大,是看不清的,尤其进入隧道就非常明显 :本来是点状的灯看起来就像是一根很长的灯管了,可见并不存在所谓的“减速”。同时,由于人眼具有随速度加快而视角变小的现象,称为隧道视,随着速度的加快人会本能地缩小视角,朝更远的地方看,近处快速运动的景物就被忽略掉了,所以才感觉不到很快。此外,高速列车运行非常平稳、宁静也给乘客以慢的感觉,并且这才是乘客不晕车的主要原因。加上动车组车窗宽大,视野开阔,景物可视时间较长,也会给乘客慢的感觉。

结论:无论什么车上,都只有光学性能良好、能真实反映外面景物物理形态与运动状态的车用安全玻璃(理想的效果与没有玻璃时的视觉效果一样),没有可以看起来比实际速度更慢的“减速玻璃”。

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