物理书没有告诉你，用冰也能取火

怎样用冰取火，这一篇将详细的告诉你，不过首先让我们先来看一个故事。

儒勒·凡尔纳在他的小说《神秘岛》里，讲述了几位主角到了那人迹罕至的荒地，在没有打火器和火柴的情况下是如何生火的。众所周知，鲁滨孙利用闪电来取火，他依靠闪电点燃了一棵树——至于《神秘岛》里新的鲁滨孙，他并不是依靠外界的偶然帮助来取火的。他依靠的是自己渊博的物理学知识以及那位博学多才的工程师的智慧。

如果你读过这个故事，你应该还能记起这样一个场景：当那位天真的水手潘克洛夫打猎归来时，惊奇地发现那位通讯记者和工程师坐在一个熊熊燃烧的火堆前。

水手吃惊地问道：“这火是谁生的？”

史佩莱回答说，“太阳啊。”这位记者说的并不是玩笑话。确实，这个令水手颇为吃惊的火堆，竟然就是太阳的作品。水手简直无法相信眼前的景象，他诧异得说不出话来，甚至忘记了向工程师询问是怎么回事。

“那么，你是用放大镜点燃的吧？”

终于，水手向工程师问道。“不是，不过呢，我自己做了一面。”

工程师一边说着，一边向水手指向那面放大镜。这面放大镜由两块玻璃组成，玻璃是从史佩莱和工程师自己的表盘上取下来的。他将两块玻璃合在一起，中间灌满水，然后接合处用泥土粘好，这样就大功告成了。工程师利用这一面地道的放大镜来聚集太阳光，使焦点对在干燥的枯草上，不一会儿，火就燃烧了起来。

看到这里，我想小伙伴们一定都有个疑问：两块玻璃中间为什么要装满水呢？如果不装水的话，难道玻璃中间的空气就无法聚集太阳光吗？

事实就是这样，的确不能使太阳光聚焦在一点上。表盘上取下来的玻璃的内外面是两个同心球面，是相互平行的面；而物理学知识告诉我们，光线在透过这种表面平行的介质时，行进方向几乎不会发生弯折；而紧接着光线又穿过了另一个同样的玻璃块，自然也不会在这里发生弯折，所以，光线穿过这两块玻璃后是不会聚焦的。

要使光线能够聚集到焦点上，就必须在这两块玻璃之间加入另一种介质，这种介质不仅要使光线发生的弯折大于在空气中的弯折，而且还要是透明的。因此，小说里这位工程师就在两块玻璃中间装满了水。

假设有一个球形的普通玻璃瓶，我们也可以用它来取火。很早以前人们就知道了这一点，而且他们还注意到，瓶子里的水在这个过程中竟然一直是凉的。曾经有过这样的事：一扇打开的窗户上放有一个盛水的圆瓶，而台布和窗帘竟然被点燃了，桌面也被烧坏了。

实验表明，一个盛满水的小圆瓶可以聚集太阳光，将表玻璃里装的水烧沸：这个小圆瓶的直径只需12厘米就可以了。假如圆瓶的直径有15厘米，那么焦点处的温度可以达到120℃。如果用装有水的圆瓶来点燃香烟，就和用玻璃透镜一样简单。

不过我们要明白，与玻璃透镜的取火作用相比，这种由水做成的透镜要弱很多。原因有两点：第一，光线在玻璃里的折射要远远大于在水里的折射；第二，光线里大部分红外线都被水吸收了，而这些红外线本身大大有助于加热物体。所以，我们只要很简单的计算就能证明：儒勒·凡尔纳小说中描述的这种“聪明的”取火方法，实际上并不怎么可靠。

当然，更极端一点，我们也可以用冰块来制作透镜，只要冰块足够透明，就可以用来取火。光线在通过冰块发生折射时，并不会使冰块本身升温或融化，而冰块的折射率仅仅比水低一丁点儿，所以，既然我们可以用装水的圆瓶来取火，自然也可以用冰块制成的透镜取火。

在儒勒·凡尔纳另一部小说《哈特拉斯船长历险记》里，冰块透镜发挥了极大的作用。在零下48℃这种极冷的天气下，这批丢失了打火器的旅行家陷入了无法取暖的境地，而克劳波尼博士就利用冰块，为旅行家们生起了火。

儒勒·凡尔纳所讲的故事并不全是凭空幻想的，早在1763年，英国就有人成功地完成了这个实验：用极大的冰块制成一面大透镜，并且用它点燃了木料。自那时起，人们多次进行这项实验，都取得了圆满的结果。不过，在零下48℃这种严寒的天气下，利用斧头和小刀做出一块透明的冰块透镜，这绝对不是件容易的事情——我们还可以用另一种更简单的方法：找一个形状合适的碟子，如下图，往里面加上水，等水自己结冰后，再略微加热一下碟子底部，就可以将做好的冰块透镜取出来了。

还要注意一点：这个实验必须在一个严寒的晴天户外进行，不能在室内隔着窗户玻璃进行，因为太阳光里的大部分热量会被玻璃吸走，剩余的热量是不足以让物体燃烧起来的。