审核专家：苗光耀
凝聚态物理博士
玻璃在我们的生活中再常见不过了。无论是家用镜子还是窗户，都是用玻璃制品做成的。
可是，除了家里的普通玻璃之外，你是否还知道更多种类的玻璃呢？比如，玻璃哈哈镜、玻璃双面镜以及防弹玻璃？
接下来，就让我们带着好奇心，来了解这些玻璃背后的神奇原理吧！
哈哈镜是怎么让人变形的？哈哈镜经常出现在游乐场或者大型商场里，能够使镜中的物体扭曲变形。
它并不像常见的镜子一样由光滑的平面构成，而是多为凹面镜或凸面镜，以及两者的组合。
下面小编就从光学的角度带大家了解下，哈哈镜到底是怎么让人变形的。
北京科学中心儿童乐园里的哈哈镜 来源丨作者拍摄
凹面镜利用了光线反射的原理，其特殊的表面形状可以使光线会聚。当我们把一个物体放在凹面镜前方时，会产生下图这样的光路：
凹面镜成像光路 来源丨网络
我们用箭头AB代表一个物体，经过一系列反射，AB在凹面镜后方形成了一个放大的虚像A’B’。
这就解释了为什么当我们站在凹面哈哈镜前方时，身体在镜子中产生的虚像会扭曲变大，变得又胖又高。
同样，我们来看一看凸面镜的光路：
凸面镜成像光路 来源丨网络
可以看到，经过凸面镜一系列的反射之后，镜子后面所成的虚像变小了，因此凸面镜中的物体比实际中显得更小。
而对于凹面与凸面组合的哈哈镜，我们在分析时只需要把上面两条原理结合即可。
站在这样的哈哈镜面前时，正对凹面部分的身体部位在镜中会被放大，正对凸面的身体部位在镜中会被缩小。于是，哈哈镜里面的我们就会扭曲变形，变成一个“怪物”的模样。
你看到哈哈镜里面变形的试验台了吗？ 来源丨北京科学中心
当然，哈哈镜的效果不仅限于玻璃，只要是表面光滑、有弧度，具有反射光线能力的表面都可以达到类似的效果。在北京科学中心儿童乐园里，就有一组有着各种弧度的哈哈镜，欢迎小伙伴们来亲身体验~
双面玻璃在刑侦、谍战主题的影视作品中我们常见到这样的场景：一个罪犯被关在明亮审讯室里，审讯室的隔壁房间（暗房）里站着很多警察。警察通过透明的镜子将罪犯的行为一览无余，而审讯室里的罪犯却看不到警察在观察自己。
双面玻璃两侧的场景 来源丨影视剧截图
这种具有单面透过性质的玻璃叫做双面玻璃。其实，它一点也不神奇，即使是一块普通玻璃也能达到类似效果。
想必大家都有这样的经验，漆黑的夜里，当我们在明亮的屋里朝窗外望去时，会发现原本透明的窗户玻璃变得像镜子一样，映出房间里的样子，而窗外的场景却变得模糊不清。
这一切其实是室内外光强不同以及玻璃的性能造成的。
要知道任何玻璃都不是100%透明的，当光线照射到玻璃时，一部分被反射回去，一部分被玻璃吸收，剩下的才会透过玻璃。
来源丨网络
我们假设有左右两间环境亮度不同的屋子，左侧屋内的光强是100，右侧屋内的光强是10，由于透明薄玻璃吸收光的能力微乎其微，暂且忽略不计。
当左侧光向右射入玻璃时，有10%的光被反射，90%的光成功透过，此时透到右侧的光强为90，反射回来的光强为10。
当右侧的光向左射入玻璃时，同样有10%的光被反射，90%的光透过，此时，透到左侧的光强为9，反射回的光强为1。
对于左边明亮屋子里的人来说，玻璃反射回来的光强为10，而右侧透过来的光强仅为9，透过来的光还没有玻璃反射回来的强。
对于人眼而言，光线较强时更容易看清楚，于是，在左侧屋内的人看来，玻璃就像镜子一样能映出室内的场景，模模糊糊地也能看见从对面房间透过来的景象。
普通玻璃 来源丨网络
然而，右侧屋子里面却是另外一番场景。从左侧透过来的光亮度为90，而从玻璃反射回来的右侧屋子内部的光强度仅为1，透过来的光显然要比反射的光强度大。
因此，对于右侧屋子里的人，这块玻璃几乎是透明的，透过它可以很清楚地看到左侧房间里面的场景。
透过率90%的玻璃 来源丨网络
利用两个房间亮度差异带来的效应，即便一块普通玻璃也能达到双面玻璃的效果，而且两个房间亮度差异越大，这种效应就越明显。
除了增加两个屋子的亮度差异外，人们为了进一步提升玻璃在两侧不同光强下单面透视的性能，通常会在玻璃表面镀一层薄薄的银膜。
银膜可以阻碍光线透过玻璃，使玻璃的反射率提高，透过率降低。当反射的光增多，透过的光减少，前面介绍的单面透过效应会更加明显。
当反射率为50%，即反射光与透射光强度都为入射光的一半时，玻璃的单面透过性能最好，明亮房间里的人完全看不到玻璃背后发生了什么，暗房里的人却可以清清楚楚地看见玻璃对面的每一个细节。
透过率50%的玻璃 来源丨网络
感兴趣的小伙伴可以自己计算证明一下哦~
防弹玻璃在影视剧中，防弹玻璃也是“常客”。当持枪歹徒想要枪击车里的某些大人物时，会发现射出的子弹无法穿过车窗玻璃，最终刺杀失败，这便是防弹玻璃在起作用。
劫案后的珠宝店防盗玻璃，可能是被子弹击中了。 来源丨维基百科
防弹玻璃又被称为安全玻璃，由承力层玻璃、过渡层材料、防护层玻璃三部分在高温和高压下粘合制成。
防弹玻璃的结构 来源丨网络
承力层位于防弹玻璃最外侧，由厚度大、强度高的玻璃制成。在遭受子弹冲击后，承力层会破裂，吸收子弹的动能，改变弹头形状或破坏弹头，使得子弹失去继续冲击的力量。
过渡层材料的粘接力非常好，并且具有一定的柔韧性，通常由透明的塑料制成，能够吸收子弹冲击过程中产生的部分能量，使得子弹前进的方向发生改变。
由于承力层的玻璃与过渡层紧紧地粘结在一起，因此当玻璃被子弹震碎时，产生的碎片大部分还会附着在过渡层表面，不会有大量碎片飞溅，保证了结构的完整性。
最内侧的安全防护层也是由高强度的玻璃制成，其弹性与韧性极佳，能够吸收经承力层与过渡层削弱后的剩余能量，进一步阻挡子弹，确保子弹不会穿过防弹玻璃。
测试防弹玻璃 来源丨网络
防弹玻璃作为一种层状复合材料，把两侧玻璃的“刚”与中间过渡层的“柔”完美地结合在了一起，使其具有了良好的抗冲击性能。
在建筑、航天、机械等领域，这种“刚柔结合”的思路经常被人应用于材料设计中，复合材料也成为现代工业材料中不可缺少的一员。
当然，除了今天介绍的这三种，生活中还有许多新奇的特种玻璃被应用于各个场合，为我们的生活带来便利，小伙伴们不妨也来自己找找看吧~
