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一、自行车尾灯的结构
自行车尾灯是由红色（也有黄色）塑料制成的（如图1）.因为有色的不透明体只能反射与它颜色相同的色光,所以,无论外界有多少种颜色的光射到尾灯上,它只反射红光或黄光.自行车尾灯的外表面是平面,其内部是由三个互相垂直的小平面镜组成的多个角反射器整齐排列的直角锥棱镜,每一个直角锥棱镜相当于立方体的一角,当光从正面入射时,根据光的反射原理,反射光线与入射光线平行,成180度.这种特殊的设计,使得在夜间,汽车灯光无论从哪个方向照射到它上面时,反射光都能返回汽车,光强远大于一般的漫反射光,这时的尾灯就像一个发光的红灯,足以使司机观察到.
二、自行车尾灯的功能
自行车尾灯起到了一个很好的警示作用.白天,阳光照射到自行车的红色尾灯上,它能反射红光,红色最醒目,很远的地方都能看见,提醒司机注意.晚上人们骑车时,如果后面或侧面有汽车驶过来,汽车的灯光照射到自行车尾灯上,会按原路反射回去,尾灯看上去特别耀眼,引起司机的注意,避免汽车撞上自行车.所以不要小看这小小的自行车尾灯,有了它,在黑夜中穿行就多了一份安全,也为自行车增添了艳丽的色彩.
自行车尾灯不仅可安装在自行车后面,也可以安装在自行车的前后车轮上（如图2）,它的反射镜的参考轴线应保持水平,并与车架的中心面平行,它的上下左右的角度偏差不大于5度.在恶劣环境和夜间使用,能反射外来的光照,使道路上的车辆和行人有效地识别自行车位置,保证骑车安全.
随着科技的进步,人们又将小功率、超亮度的LED灯应用到尾灯上,这种高亮度的红色LED尾灯在夜间能显示自行车的宽度,称为激光示宽尾灯,激光示宽尾灯对夜间骑车的人起到更好的保护作用.更有意思的是,设计师FraserMort（弗雷泽·莫特）还想出了一个很有趣的创意——用自行车尾灯来表现自己的心情.为了实现这个创意,弗雷泽使用了一个铝制的正方体尾灯,在正面加上了一个8×8的LED点阵指示灯（如图3）.而尾灯的底座则是由ABS塑料,附有接口可连接上自行车车轮上的小型供电装置.借助自行车在骑行时供电装置发出的电,弗雷泽的自行车尾灯就可以显示出各种符号和表情.然后通过这些表情,就能够让路上的陌生人知道你现在的心情是开心的还是悲伤的.这个尾灯也拥有着转向指示的功能,能在展现自我的同时,也能有着很实用的一面.而且这个尾灯的底座部分还有一个USB接口,通过这个接口可以让自行车尾灯与电脑接续,然后在电脑上使用web-based程序来进行个性化的表情编写,还可以通过Twitter、Facebook、Flickr等社交软件,来与其他人交流意见,创作新的内容.
三、自行车尾灯的原理
自行车的尾灯使用了角反射器.所谓角反射器是由两个相互垂直的平面镜组成的,自行车尾灯是多组相互垂直的平面镜组成的,如图4所示.当平行光入射到角反射器上时,反射光线会与入射光线平行反射回来.为什么呢?下面我们以其中的一副角反射器来分析证明.
如图5所示,两个互相垂直的平面镜S1和S2构成一个反射器.在跟这两个镜面垂直的平面内,有一条入射光线AB,经过两个镜面的反射,沿CD方向射出.分别在B、C两点作法线BE和CE,因为两平面镜互相垂直,所以BE⊥CE.
根据反射定律有∠l等于∠2,∠3等于∠4；
在Rt△BEC中,∠2+∠3等于90°,
则∠1+∠4等于90°,
∴∠2+∠3+∠1+∠4等于90°+90°等于180°,
即∠ABC+∠BCD等于180°.
根据同旁内角互补,可得AB∥CD,即光经过角反射器反射后沿与原入射光线平行的方向反射回去（不是沿原光路反射回去）,这就是光的逆向反射.改变入射光线AB的方向,反射光线CD的方向也跟着改变,但不论入射光线方向如何,反射光线总是平行反射回去,这样即使尾灯内没有发光的灯泡,而进入后面驾驶员眼睛的光线也会特别强,会引起驾驶员的注意.
顺便指出,公路两旁的各种交通知识标志和符号也是由逆向反光薄膜制成的.这种逆向反光薄膜,由透明保护层、单层排列的超微玻璃珠、反光层、胶合层等组成.白天通过对阳光的镜面反射和漫反射,司机可以看清楚这类交通标志和符号.夜间在汽车灯光照射下,光线沿原路径返回,标志十分明亮,司机在几百米外即可看清它.现在,这种逆向反光薄膜的透明保护层已做成白、黄、红、橙、蓝、绿等多种颜色,在车灯的照射下,可呈现色彩绮丽的各种交通标志、广告等.