REL:给你一双「火眼金睛」，你想不想要？_ThoreNext

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练就「火眼金睛」，不被表象所迷惑

因此，用合适的武器来武装我们的眼睛就显得尤为重要了。练就一双「火眼金睛」，大圣靠的是千锤百炼，我们估计是炼不动了，就来人造「火眼金睛」，帮我们看看在我们的周围，都藏着什么些什么东西。

纹影法

SchlierenPhotography

话不多说，先来秀一下我们到底看到了什么吧。

提起傅科，大家可能对傅科摆了解地更多一些。正是通过单摆摆面的变化，人们得以在地球上，而不用走出地球，就能够测量得到地球真的在自转

纹影法最开始是来自于傅科发明的一种可以很巧妙地测量磨制的球面是否平整的方法。大家知道傅科可能还是因为他在巴黎先贤祠里摆了一个巨大的单摆，从而证明了地球的真的在自转。他还测过光速，和现代实验测量值仅相差0.6%。不过我们今天介绍的是他的另一个贡献。

借助一个小小的刀片，我们就能将微小的变化放大

我们都知道，球面镜具有汇聚作用，所以光线从焦点附近射出以后，理想的反射镜应该会重新把光线汇聚在在焦点附近。如果我们在汇聚点附近放置一个挡光的刀片，那么只有在反射镜是一个理想的，没有起伏的表面的时候才能实现比较完美的汇聚，我们就能在刀片后面看到明暗比较均匀的像。否则由于刀片遮挡了部分进入眼睛的用于成像的光线，从视野中，我们能够看到明暗分明的一条分界线。

不同形状对应着不同的光强分布

具体到镜子磨制质量的检测的时候，眼睛看到的图像并不是那么理想。一个原因在于我们光源的质量一般情况下都不够优秀，这个实验经常需要到暗室中才能看到比较理想的效果。另外一个重要原因则是像差。

我们不仅仅需要考虑在光轴附近的傍轴光线，还需要考虑远离光轴的光线的汇聚情况，而这种情况下焦点不再是一个明确的点，反射的光会汇聚在焦点附近，即使球面和刀片的位置都正确，我们都无法得到均一的亮场，而是呈现出一些更为复杂的图案。这时候就需要制镜人丰富的经验和更为精细的检验工具了。

在不同界面的交界处，波在向前传播的时候回出现折射现象。折射图片来自bryanston.co.uk

空气由于流动，以及温度的变化，从而影响了其密度以及其折射率的微小变化。由于这种变化太过微小，肉眼并不能直接看出来。但是，借助刀片法，我们就能化不可能为可能。因为原本恰好通过刀片的光线在空气折射率发生变化，光线弯折以后就变得无法通过刀片了。而且空气密度和温度变化越大的地方，其折射率的变化也越大，被刀片遮挡的光线就会变得越多。

从这个方面来看，纹影法实际上帮助我们给空气中的折射率求了一个导数，把变化量给放大了。

火眼金睛已经准备就绪！

SetupofExperiment

我们现在已经知道，纹影法可以测量空气的流动。从光源发出的光线在通过不均匀折射率场时，受扰动的光线对于未扰动光线会发生偏转，从而可以在最终视野中看到明暗变化。