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1 # 章彥博
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2 # 星宇飄零2099
當然可以了,只要你不限制放大鏡的尺寸,那就可以把所有照射到月球上的太陽反射光聚焦起來。
而且太陽和月球之間也加了凸透鏡(一鏡兩用),理論上月球表面能獲得的太Sunny將比現在更多,雖然月球的反射率不高,但把所有照在上面的太Sunny聚集在一起就算只有1‰的反射率都夠點燃火柴了。前提是你的放大鏡真的不限制大小。
我已經回答完了,可是字數不夠,我又要廢話了_(:D)∠)_…雖然放大鏡可以做無限大,但是為了聚焦到地球上某一點,而地月距離有限的情況下,它的曲率是有限的,但獲得月表反射的20%以上應該是沒問題的吧。反射率我懶得查了,壓制一下就算1‰,也我們可以聚焦到月球接受到的太陽輻射的0.002%,也就是萬分之二。
月球直徑3000多公里,懶得查了,你算3000公里吧,聚焦萬分之二的太Sunny輻射。而地球上只要不到5釐米直徑聚焦到太Sunny輻射就能點燃火柴。你是誰聚焦得到的太陽輻射多?
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3 # 忒孤雅
看了之前五個回答,竟然清一色的都說可以?謬誤哈!這光學和熱力學怎麼了?咋就這麼大一個坑?首先潑瓢冷水,真像就是,不能,絕對不能!
不管你用多大的放大鏡,你都沒法用月光升起火來,你沒法用透鏡和鏡子把某個物體加熱到比光源本身還高的溫度。這是因為:
①如果你能夠透過增加放大鏡的截光面將月光使某個區域持續升溫,那麼你就相當於使熱量從月球上的某一點傳輸到了地球上某個溫度更高的區域,也就是相當於使熱量從一個溫度較低的地方流動到了另一個溫度較高的的地方,而且整個過程還不需要消耗能量。熱力學第二定律告訴我們這是不可行的,否則你就可以藉此造出一臺永動機來了。打個比方,假設一個杯子裡原來盛有10毫升20度的溫水,這時你無論再往杯子裡倒入多少份10毫升20度的溫水,也不能將原來那份10毫升水的溫度加熱到40度、60度、80度…
②透鏡聚焦月光並不是把光線聚為一個點(除非光源本來就是一個點),而是聚成為一個面,一個比原物縮小了的像。這個焦點實際上就是一個月球的縮影。由於光線是雙向可逆的,我們無法將同一光源的所有光柱疊加在一起來超過物像原有的光強(或溫度)。打個比方,拿個放大鏡靠近一本書,放大鏡會把書上各個位置的反射光匯聚到你的眼中,但它並不會使這本書看起來更亮。放大鏡的放大倍率再大也是如此。
順便強調一點,就是關於這個話題不但實用於月光,也實用於Sunny和一切光源。並且不光理論上證實了,而且還通過了無數的實驗。迄今為此,地面上用反光鏡聚焦太Sunny得到的最高溫度記錄是3500度,比太陽表面實際溫度6000度相差了一大截。
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4 # 千辰澯海天文宇客
本人小時候就曾用人家的一個約7cm²的放大鏡聚焦太Sunny點燃過火柴,由於新鮮又神奇,至今記憶猶新。
在上學後,知道了放大鏡在物理學上叫凸透鏡,它能讓易燃物著火,能把大面積太Sunny的能量聚焦在一個焦點,易燃物在這個焦點上會迅速達到燃點而燃燒。
這些不多說了,如果一個足夠大的放大鏡究竟能不能聚集月光點燃火柴呢?答案可能會出乎意料。
資料顯示,6.4516cm²的放大鏡就能聚集Sunny點燃易燃物,而太陽輻射量的強度是月球的40萬倍,那就是隻要258.064萬cm²(258m²)的放大鏡就能點燃火柴了。
乍一聽似乎合情合理。
但是我們需要知道的是:無論多大的放大鏡或透鏡都無法把物體加熱到超過光源的溫度。
有很多方法可以證明這個光學熱力學原理,但有一個最簡單的。就是如果在一個熱力系統中放入一個透鏡,並不會使系統的熵增加。也就是如果Sunny透過透鏡到達地表一個點,如果溫度能超過太陽溫度,那就等於做到了將一個相對較冷的熱量流向了相對較熱的地方了。但是熱力學第二定律限制了這是無法做到的。
如果可以的話,就可以製造出永動機來。
月球上反射的太Sunny溫度約為100℃,所以透鏡匯聚的焦點溫度不會超過100℃。但有很多物體的燃點是高於這個溫度的。火柴頭多數是紅磷,燃點雖然很低,但也有260℃,因此再大的放大鏡也不能點燃火柴的。
不過黃磷的燃點是60℃,應該能點燃,其它還有白磷、燃油類等。
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5 # 地理那些事
這個問題看上去如同問用一個足夠長且足夠硬的槓桿在一個合適的支點上能否撬動地球一樣,但其實不然,給個槓桿和支點確實能把地球撬動,但月光卻不可以被加溫,這是很多人都會走進的死衚衕。為什麼這麼說,下面小地就從月光、放大鏡以及火柴的特性來一一進行分析。一、月光
月球是離我們人類最近的天體,它與地球一樣也是不發光不透明的不完全規則的球體。儘管月球不能自己發光,但我們實際上還是能夠看到較為明亮的月球高高掛在天空,這是因為月球將照射在其表面的部分太Sunny散射回太空,而有約7%的散射光線到達地球。
從課本中我們學到過幾乎所有的光能都可以轉化為熱能,利用這一點人類發明了太陽灶、太陽能熱水器、太陽能發電機等等,而月光的實質就是太Sunny在月球上被散射的光,因此月光是有一定溫度的,只是因為月球散射出的太Sunny到達地球的比例較少,因此地面上單位面積所接受的月光能量十分微弱,幾乎不會引起被照射物體的溫度上升。
二、放大鏡放大鏡是用來觀察物體微小細節的簡單目視光學器件,它是焦距比眼的明視距離小得多的會聚透鏡。而放大鏡聚光原理實際上就是物理課本中講的光線折射現象,利用放大鏡聚光原理可以使光線會發生偏轉,不再沿著原來的傳播方向進行傳播了,而是全部匯聚到了凸透鏡的中垂線上的一點相聚,形成焦點,以此來達到聚光升溫的作用,當溫度達到可燃物燃燒的環境溫度時,物質就會燃燒。
三、火柴火柴是利用強氧化劑和還原劑的化學活性結合物體摩擦生熱的原理,製造出的一種能摩擦生火的一種取火工具。火柴頭是由氯酸鉀(KClO3)、二氧化錳(MnO2)、三硫化二銻(Sb2S3)、硫(S)等物質混合而成的,其燃點約為400°,火柴盒兩邊用來擦燃火柴的紙是由P(紅磷)做成的,噹一聲“呲啦響”,火柴被點燃。
總之,月光有溫度不假,但是它的溫度是極低的,不然為何人體感受不到它的絲絲暖意而以淒涼稱之?儘管用超級無敵大的放大鏡來聚合月光成為一個點,其溫度還是極低的,它無非是把無數條溫度很低的光線聚合到一起使其無限接近月光的那個正常溫度而已,就好比兩杯開水混合到一起絕對不會是200度一樣,只能說無限的接近或等於100度。
綜上,多少倍的放大鏡聚合月光都不能點燃火柴,原因就是聚合的月光溫度過低,達不到火柴的燃點。如果題主非要晚上靠火柴取火又沒有火柴皮,小地建議您靠摩擦石頭或木頭生熱再點燃火柴吧,這個靠譜一些! -
6 # 科普大世界
可能大多數朋友都玩過用放大鏡(凸透鏡)聚光點燃火柴的遊戲,不過這需要在Sunny下進行才能做成,也就是說只有將Sunny匯聚到一個點上,才能有足夠高的溫度點燃火柴,那麼如果在月光下,將月光匯聚到一個點上,也可以點燃火柴嗎?
應該還沒有人做過這樣的事情,真做的話也未必能成功,但是從理論上分析來看,其實這樣也是可以點燃火柴的。因為從熱力學的角度看,用放大鏡聚光的過程就是一個在一個點上增加能量的過程,只要能將能量匯聚到一定的限度,達到火柴的燃點就可以點燃它了。
不過有的朋友可能會說,月光是反射的太Sunny,它不同於太陽直射的光線,而是太Sunny照射到月亮上之後反射過來的光線,這是一種冷光,它本身的溫度很低,怎麼可以點燃火柴呢?
然而光本身就是一種電磁能量波,它沒有什麼熱冷之分,只要能將足夠多的光匯聚到一起,那麼能量必然增加,所以光源不是關鍵,而放大鏡匯聚光線的實質也是增加了匯聚點能量的密度,體現在匯聚點的物質上,也就是溫度的增加了。
無論是Sunny還是月光,它們都是一種光線,都屬於電磁波,積聚起來都會使能量增加密度。而且其實Sunny本身的溫度也不足以點燃火柴,但是由於匯聚了大片的Sunny於一個點上,於是使得這個點積聚的能量密度是同樣面積Sunny的很多倍,導致火柴頭表面的溫度達到了燃點,才點燃了火柴。
從這個道理來看,其實用月光也是一樣的,只要匯聚了足夠多的月光,能量也一樣可以增加到火柴的燃點上,實際上不僅是月光可以,只要接收匯聚的面積足夠大,就是星光也能把火柴點燃。
但是,由於月光和星光相對於Sunny的能量密度都實在太低,所以需要比Sunny增加很多倍的面積接收光線並匯聚起來,才能達到火柴的燃點(火柴中紅磷的燃點於250攝氏度)。利用月光的話,估計晴朗夜空滿月的月光下,需要直徑5~10米的凸透鏡才能做到,這麼大的凸透鏡是找不到的,而且月光穿過凸透鏡還會有一種光線衰減作用,所以實際操作中是很難用月光將火柴點燃的,雖然理論上可以,但基本沒有現實實現的可能性。
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7 # 星辰大海路上的種花家
用足夠大的放大鏡匯聚月光,能點燃火柴嗎?
非常有趣的一個話題,因為這個答案是兩極分化的,有支援點燃火柴的,也有認為不可能點燃火柴的!大家都有各自的理由,但本文並不打算從熱力學方面來考慮這個問題,簡單通俗一點,直接來計算下以地球上最大的望遠鏡為口徑,能不能將火柴點燃!
籌備中口徑達39M的歐洲極大望遠鏡(E-ELT) ,簡單估算下假如對準月球的話,它的焦點能獲得多大能量!
月球直徑:3476.28KM
輻射功率:1.4KW/平方米
那麼月球獲得的太陽輻射功率有:13287626640027.95KW
月球的反射率約為:7%
那麼月球在38.4W萬千米的天球有多大面積呢?
約為:463246686327736551.77平方米
這個39M的主鏡有多少平方米呢?
約為:1194.6平方米
在它的焦點處能獲得多大功率呢?
大約有2.4W,當然2.4W的功率是能點著火柴的,前提是光斑足夠小,但望遠鏡聚焦的光斑不可能無限小,因此到火柴頭上功率可能會更小!而火柴頭黑色部分比較容易吸收可見光輻射,紅色火柴頭就只能吸收部分了!因此從理論上來看,這個歐洲極大望遠鏡光斑上再加一個透鏡,讓其光斑足夠小,興許是能點著火柴的!
很多人認為月球表面太Sunny照下只有180度不到,即使再聚焦也不可能超過180度,假如要滿足點燃火柴達到250度以上的溫升,相當於使熱量從一個溫度較低的地方流動到了另一個溫度較高的的地方,這在熱力學中是不可能的任務!但事實上月球反射光是6400K,透鏡聚焦光線的過程無法改變發射光的溫度(依然是6400K),但焦點處能量密度增加了,因此從這點上看,只要鏡子足夠大,還是能點燃火柴的!
回覆列表
當然可以。用放大鏡聚光的過程,從熱力學的角度看,就是一個熱趨向於平衡的過程。
用生活中的事情舉例,這就相當於用煤氣灶燒水。火就是高溫熱源,而空氣就是低溫熱源。用火燒水的過程,實際就是能量從火(高溫熱源)流經水,最後散失到空氣(低溫熱源)的過程。
在這個過程中,輸入水的熱量比離開水的熱量多,水就會增溫。
月光也是這樣。月光是一個高溫熱源。
這裡的「高溫」,指的不是我們直接感受到的月光的溫度,而是月光本身的溫度。光的溫度可以由其光譜確定。高頻率的光成分越多,對應的溫度就越高。月光直接反射太Sunny,其溫度就是6400K。
我們用放大鏡聚光,將能量匯聚在一起。這個過程本身不改變光的溫度,但增加了能量密度。這個時候,根據熱力學第二定律,火柴的溫度上限就是6400K。
6400K足以點燃火柴,實際上,只要接近400K(100多攝氏度)的溫度,就足夠了。這當然不是說火柴就會達到6400K的溫度。由於火柴本身也在不停的散熱(輻射、空氣導熱),火柴的溫度也是有上限的。
最後再談談為什麼不可能超過6400K,答案稍微複雜一些:若火柴的溫度超過了6400K,其輻射出的能量就會遠大於吸收的能量。而此時即便光的能量密度增加了,它所能吸收的能量也不會超過釋放的能量,從而溫度就會下降。
現在的問題是,我們是要找足夠大的放大鏡,還是要找一個匯聚足夠準確的放大鏡呢?答案是,可能都需要。若放大鏡足夠大,我們就能匯聚足夠多的能量。但若是不夠準確,那這能量產生的溫度就不夠大。要讓火柴燃燒起來,這兩個要求缺一不可。