2014年2月25日

生活科學-光學-迴光返照的反光貼紙

這是個一切都要從校園最陰暗的角落開始的故事……

話說N年前,有一個不知道是幸運還是不幸的老師調回了台南,知道介聘成功才剛高興一個半月的老師於當年七月的最後一天,也就是新學年度開始的前一天,接到了來自校長的電話:「這一年就麻煩你就當生教組長吧?」我知道那句有問號的話並不是問句,也不是徵求我的同意,所以就這樣開始了昏天暗地的學務處的一年,誰叫我菜。

所以在這爆肝的一年做了很多配合上級要求而必須砍樹的評鑑,其中一項就是交通安全。記得有一天承辦人員建議我去看前一年獲獎的學校的評鑑資料是怎麼做的,當然我也想知道怎樣執行業務才能做到盡善盡美,所以從善如流地撥了一天下午領域時間去見習,哪知一到資料夾擺放場地,傻眼到眼珠差點沒掉下來。

24本厚厚的資料夾一字排開在我眼前,彷彿聽到如咒怨般的呢喃:「來浪費生命吧~來砍許多樹吧~」如果真的要這樣做才能代表業務執行績優,才能獲得評審青睞,才能代表縣市得獎,我寧願不做,這不是曾經獲選為環保有功教師的我該做的事,也不是為人師表該做的事,我不想玩這種資料無限複製印刷的遊戲,所以我退出了。
這是當初在學務處裡的反光貼紙,XM公司將反光板做成貼紙般的薄片
讓用路人能將它貼在明顯的地方,發揮反光提醒的效果

記得那一年拿到這些樣本的時候,還不知道該怎麼處理,因為數量不多,所以只好給分發給一些糾察隊使用,自己則留了一些當作資料保存。直到後來,有了LED放大鏡這個得力助手之後,才有機會一窺裡面的玄機,看看它是怎麼把光線反射到最佳的角度,而不止是光線強而已。
左邊照片中的粗黃色線條是放大之後的格紋,較不會反光
發揮反光效果的是裡面排列整齊的陣列圖樣,每一個菱形都會將光線反射


入射時,若能沿原方向平行射回,才能收到提醒光線射出那一端人員的效果
這張大圖明確地顯示光源會有六道反射光的對稱圖案出現

為什麼會有六個對稱的影像呢?如果我們思考一下座標軸就不難發現為何要這樣設計了。這麼說好了,只要是國中生都應該做過入射光線與反射光線為相互平行的題目,其中的兩面鏡子需要呈現90度的夾角才能成立。因此若是3D中的X、Y、Z三個向度,就需要有六面鏡子,那該將這些鏡面怎麼擺設才能平行反射來自任何角度的光線?XM的工程師想出了做法,並把它做成效果不錯的商品在市面上販售。

後來當導師之後,還真的是脫離不了昏天暗地的生活,總得等到學生騎腳踏車回家,我也忙完之後才出得了校門。有時真的是低著頭就會撿到寶,我曾經撿過11000元不等,也有撿過雜物,雖然沒撿過骨頭,但這次卻讓我撿到了遙遠的記憶-一片從學生腳踏車後輪罩上掉下來的反光板。
正反面比較一下,左邊是平時面對後方的光滑面,反光效果較佳
右邊是反光板的內部,平時沒多大機會看到,但玄機就在這裡


用手觸摸,可以發現凹凹凸凸鋸齒狀整齊排列,而且角度特殊
使用閃光燈拍一下,將原形畢露

反光板內部的排列就像連綿不絕的小山丘一樣,一波未平一波又起,但仔細一瞧,卻發現不是那麼簡單,每一個突起就好像正立方體的一角,整齊地一列列依存著,像這樣的三角錐左右彼此之間相鄰的面呈現垂直,兩者與下一列相鄰的面同樣也是垂直,所以光線不管從哪個角度進來,只要射到其中一面,其他相鄰的面就會將光線平行反射回去原來的地方。
小小簡單的突起設計,規律的垂直面之中發現規則,這只是光學基本原理的應用
畫面中央隱約有一條斜向的分隔線,分格線兩邊的突起角度稍有不同


採用非點光源從光滑面將光線入射,由於光源面積大於圖案排列面積
也能發現到處都有類似六面對稱的反射圖案


不同的區塊排列角度稍有不同,像圖中的反光板就分成三個區塊
以反射來自高處、中央、地面上的任何光線,保護腳踏車騎士的安全

如果要反光效果好、隨貼即用並且要扁平化(縮小體積)的話,就要選擇貼紙類型的反光貼片,但是價格就會稍高,也就是所謂的一分錢一分貨。一般腳踏車擋泥板上所附的塑膠反光板是由兩個部分所構成,光線會穿透過外層的紅色塑膠板,並和另外一片鍍上銀色薄漆的塑膠板組合在一起,由銀色的塑膠板來增加光線反射強度。
這是太魯閣某座橋樑邊的反光標示,其中圖案紋路以圓型的方式排列
有時候路邊還會有這類物品遺體殘留,絕大部分是不專心的駕駛人肇逃所遺留的

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