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【知识总结】高速列车所使用的“减速玻璃”的奥妙,提供给需要这方面知识的车迷们!

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发表于 2009-7-26 10:05:48 | |阅读模式
关于高速列车使用的“减速玻璃”,以前我始终想不明白其中的奥秘。今天百度了一下,终于弄清楚了,算是恶补了一课。:victory:
                                 
顺便把网上的各种解释整理了一下,以方便车迷们查阅。:)
                          
                              
                           
 楼主| 发表于 2009-7-26 10:06:03 |

解释1

“减速玻璃” 解密
                        
       常听司机们说起“减速玻璃”一词,有人说好车开起来不显速是因为前挡玻璃是“减速玻璃”。有支持的、有怀疑的、也有反对的。真有“减速”玻璃吗?下面从科学角度破解其“秘密”。
         
       所谓“减速玻璃”,其实根本不存在。既然不存在,为什么会流行这么一说呢?那是因为数十年前,小车大多都是引进产品,有些汽车司机在开卡车和小汽车时会有不同的速度感,自己无法解释,于是乎想当然地认为是洋人在前挡玻璃上应用了什么高科技,使之产生了“减速”效果,于是就有了“减速玻璃”说法。大家以讹传讹,一直流传至今。这如同从前人们不知道月食是怎么回事,都以为是天狗吞月。一遇到月食大家就赶紧拿出各种能敲响的器物使劲儿地敲、扯开嗓子使劲儿地喊。
            
       那为什么开不同的车会有不同的速度感呢?   
            
       (1)视觉误差。人们判断运动知觉的变量不是线速度,而是角速度(视角度/秒)。如图所示。
           
        一个点状物以速度v由a运动到b,若其运动方向恰好与眼睛A在同一直线上,此时的视角为0°,即角速度为0,你几乎感觉不到它在向你运动;而对于眼睛B来说,就运动了一个很大的视角(θb),就能感觉到较快的运动速度;对于眼睛C来说,由于距离较远,视角显然要小得多(θc);对于眼睛D而言,由于与运动方向的夹角较小,视角显然更小(θd)。
         
  由此可见,在不同的位置(不同的角度、不同的距离)观看相同运动速度的物体,会有截然不同的速度感!这就是视觉误差。开不同的车会有不同的视野,也会产生不同的速度感。比如小汽车与公交车,由于公交车都是平头,前挡玻璃几乎是垂直的,人的座位又高,驾驶员可以看到离车头很近的路面,自然就感觉快(如果在车地板上开一个洞,让你垂直地看下去,你更会大吃一惊!)。而小车就不一样了,小车不仅有较长的车头,为了美观和减小风阻,前挡玻璃都是倾斜安装的,而且斜度还较大,座位就比较靠后,这样人离车头的距离就远了;同时小车的座位又很低,这样你的视线就只能以比较平的角度看车头前的路面了,你所能看到的路面与你所坐的位置有了很大的一段水平距离(也就是说车头前方还有一段较长路面被车头挡住看不到),你感觉就慢得多了!这就是“减速”的主要原因!而且越是高档小车,车头部分就越长、前挡玻璃的倾斜度也越大,驾驶员离车头的距离就越远,这种“减速”效果就越明显。月亮绕地球运动的速度不慢吧(平均公转速度 1.023千米/秒!)?可我们为什么几乎感觉不到呢?是什么让它“减速”了?就是距离!
               
       (2)车的平稳性。同样的车,在路面质量很差的乡村道路上开40km的时速就会感觉很快。因为此时除了车辆的前进运动外,还叠加了许多因车辆颠簸而造成的不规则的晃动,使人的眼睛捕捉外面的景物变得困难,给你的感觉就是“快”;而到了平坦的高速公路,那种不规则的晃动就基本上消失了,即使开100km的时速也觉得很慢。可见车辆行驶越平稳就越有慢的感觉。高档车毫无疑问有更好的减震效果,行驶起来更加平稳,感觉也就不那么快了。
              
       (3)玻璃的质量。好的玻璃要跟没有玻璃一样的感觉,这样看外面的景物就不会有形变,感觉就舒服。如果玻璃质量不好,透过玻璃看外面的景物就会产生变形,给运动物体叠加了一种由于变形而产生的恍惚,就容易使驾驶员视觉疲劳,给你快的感觉。
            
       这就是“减速玻璃”的全部秘密。
            
               
                 
               


[ 本帖最后由 sunshine 于 2009-7-26 10:39 编辑 ]
“减速玻璃” 原理.jpg
 楼主| 发表于 2009-7-26 10:06:15 |

解释2

减速玻璃的原理
                              
      “减速玻璃”是存在的,但是名字取得不科学,或者可以认为是为了商业目的的误导。

      其实减速玻璃并不能让外界景物的运动看起来比实际更慢,而是看起来和实际速度一致——和没有玻璃时一模一样,因此所谓减速玻璃准确的名字应该叫“不增速玻璃”。而其它的普通玻璃,相对而言,可以称为“增速玻璃”。

       很多人一定记得很多年前,一般楼房的窗玻璃——那时浮法玻璃还没有普遍应用,老法制作的玻璃的平面度都比较差,厚度也不均匀,透过这种玻璃看世界,具有类似哈哈镜的效果,外面的世界常常是扭曲的,当外面有东西在运动时,你透过玻璃看到的不仅有物体本身的运动,还叠加了一个由于光线折射不均匀带来的快速的随机的前后“运动”的分量,使得运动物体看起来变得相对模糊,感觉和物体本身运动得更快时有点相似,于是这种玻璃能使外界的运动物体“增速”。

      当然,即使在很久以前,汽车的挡风玻璃也不会做得象建筑玻璃那么差,但是和现在的“减速玻璃”相比仍然有点差距。

            
      如果汽车的全车玻璃都是理想化的平板玻璃——不但厚度绝对均匀相等,而且在宏观和微观方面(能做到纳米级更好)都笔直平整。那么就用不着研制价格高昂的“减速玻璃”了。因为普通平板玻璃不能做到上述等厚平整的话,在外界平行方向上透过的光线,它们的入射角度和折射角度就是不一样的,这时就会由于光线折射不均匀,而使得运动物体看起来变得恍惚,给人的感觉就是物体本身运动得比实际的更快,于是这种玻璃能使外界的运动物体“增速”(所谓“增速”也是一种不严谨的说法,但有利于读者理解)。更何况现在的汽车玻璃不是平板玻璃,而是为了配合车身的曲线,都带有一定弧度,前风挡玻璃尤为明显。那么光线入射角度和折射角度更是不可能理想化了。
                    
      减速玻璃一方面很准确地矫正了玻璃在厚度、平面度(对于弯曲的玻璃则是曲率)的误差,要求高的时候,理论上还应该矫正:1.如果玻璃是弯曲的,为了保证其后的观察者视觉效果与没有玻璃时一样,整块玻璃各处厚度不应当完全相同,而是应该遵循一个按照厚度和折射率推导出来的函数(就象电视机或电脑平面显示器的那个视觉平面补偿曲线一样的原理);2.矫正玻璃材质的误差,保证各处的折射率相同。

      减速玻璃的终极目标就是:要让这玻璃的存在和它不存在时完全一样。

               
               
                 


[ 本帖最后由 sunshine 于 2009-7-26 11:01 编辑 ]
 楼主| 发表于 2009-7-26 10:06:28 |

解释3

减速玻璃的奥妙
                        

       减速玻璃其时就是我们平时所说的夹层汽车前挡风玻璃,一些钢化前挡风玻璃因为光学性能差,过渡不平滑,司机长时间开车的话会引起眼睛易疲倦,头晕的感觉。而夹层玻璃的光学性能好,没有光畸变,从车向外看视觉很清楚,再加上现在夹层玻璃引进新技术,使光线变得很柔和,从而能给人一种减速的感觉。
                           
       夹层玻璃是两层玻璃中间加一层PVB胶片制成的一种安全玻璃,现在一些汽车玻璃制造商利用最先进的玻璃和胶片制造的前挡风玻璃更有吸热的效果,从而使在炎热的夏天,在车内增加了清凉的感觉。
汽车挡风玻璃在它们与车体接触的边缘处有弧度变形,正是因为这个弧度可以使车外景物在透过弧度时发生变形,从而影响车内乘客的视觉,产生减速的效果。

                    
       就像用放大镜看报纸时一样,中间的景物移动的慢,边缘的景物移动的快。并且在挡风玻璃边缘都有渐淡的点状黑色装饰边,同样也起到一定效果。

               
       其实汽车挡风玻璃不仅是它们与车体接触的边缘处有弧度变形,而且整块玻璃都有弧度变形。请教了一下专业人士,他们认为这可能与透光度、玻璃与胶片对光的折射等因素也有一定的关系。另外一个原因就是因为整块玻璃都有弧度,在司机开车的过程中,由于玻璃的弧度使车两边的参照物的移动有了一个渐变,放缓,从而使人产生汽车前挡风玻璃有减速的效果。它与放大镜有一定的相似性,但我认为它们有本质的区别,因为放大镜是一个中间厚边缘薄的玻璃实片,而司机面前的这块玻璃其实也构成了一个凸透镜,只不过它的一部分是由空气构成。

              
       因此所谓减速玻璃并不是一钟特殊的玻璃,而是根据它的作用来命名的。
               

                     
                    
                     
                        


[ 本帖最后由 sunshine 于 2009-7-26 10:38 编辑 ]
 楼主| 发表于 2009-7-26 10:06:39 |
总结



1. 减速玻璃其实并不存在, 只是人们的一种叫法而已。
                     
2. 乘客在主观意识上建立了一个速度与震动、视点景物移动速度的关系, 并以此为衡量标准来感觉车速的快慢。
                     
3. 减速玻璃准确地矫正了玻璃在厚度、弯曲度上的误差,这样能够使车里的人看外面的景物不会有眩晕,感觉到的车速比实际车速慢。
                                                        
举个例子:
如果在火车的地板上开个大洞口, 安装再好的所谓“减速玻璃”向下看也不会感觉到“减速”的。
                       
                           
                           
                              
                        


[ 本帖最后由 sunshine 于 2009-7-26 10:52 编辑 ]
 楼主| 发表于 2009-7-26 10:06:50 |
本帖完!
                             
以上关于“减速玻璃”的原理,供各位车迷参考。
                 
                    
                           

[ 本帖最后由 sunshine 于 2009-7-26 10:55 编辑 ]
发表于 2009-7-26 10:58:08 |
好帖!长见识了!谢谢楼主!
发表于 2009-7-26 11:40:22 |
原来如此,长见识了。
发表于 2009-7-26 13:11:40 |
:lol :lol :lol
发表于 2009-7-26 13:28:25 |
好高深的理论,长知识了.
发表于 2009-7-26 13:54:46 |
有时也得益于高架线路——离地面高了,速度感降低。

同样的车速,在出租车里看外面景物感觉速度最快,在公交车里看则感觉慢些,坐在双层公交的上层看就更慢了
发表于 2009-7-26 14:22:47 |
不错。做知识型车迷好。
发表于 2009-7-26 15:16:31 |
:victory: :victory: :victory: :victory: :victory: :lol
 楼主| 发表于 2009-7-26 16:22:33 |
原帖由 wheremylove 于 2009-7-26 13:54 发表
有时也得益于高架线路——离地面高了,速度感降低。

同样的车速,在出租车里看外面景物感觉速度最快,在公交车里看则感觉慢些,坐在双层公交的上层看就更慢了

嗯,是有这样的体会,以前没想到过。这个因素确实可以考虑在内。
发表于 2009-7-26 17:05:12 |
好高深的理论,学习学习
发表于 2009-7-26 17:46:25 |
感谢sunshine辛勤科普……:lol
发表于 2009-7-26 21:02:47 |
学习了,好东西:lol
发表于 2009-7-26 22:02:59 |
不错 学到了知识
长见识了
谢谢LZ

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