影子的妙用
地球上到处有影子，不过各处的影子都不相同：北极圈里是影子的大人国，那里的太阳总是斜照的，于是物体的影子在白茫茫的雪原上伸展得很远；赤道地带则是影子的小人国，那儿的太阳总是高悬在头顶上，影子变得很小很小，在正午的阳光下，人们好像踩着自己的影子在走路。
人们早就注意到地球上不同地方成影的不同，并在实际生活中予以不同的运用。例如，古希腊的雕像多，而古埃及则多浮雕，为什么古代艺术会有这些差异？
原来，这种差异与希腊和埃及两地的成影情况不同有关。在非洲的强烈阳光下，埃及地面上的一切东西都投下明显的影子。在这种照射情况下，浮雕就会显得跟木刻画一样清晰。可是，若将古希腊的阿波罗雕像放到埃及去的话，在烈日照射之下，阿波罗的眼窝会黑得可怕，鼻子下的黑影会使这位太阳神“长出”胡须来。但是在希腊，阳光透过地中海上空的薄云后会变得十分柔和，维纳斯女神的雕像在柔和日光的照射下，显得十分美丽动人。不过，你若是将古埃及的浮雕搬到希腊去的话，淡淡的影子却会使浮雕变得模糊不清，白色的浮雕挂在白色的墙壁上简直看不见了。
望远镜助战
利珀希是荷兰的一个眼镜制造商。他的一个孩子趁他不在时，偷偷玩弄让其照料的那些透镜。玩呀，玩呀，最后当孩子把两块透镜放在眼前，一块离眼近一块离眼远时，惊讶地发现远处的原来看不清的东西竟然变得又大又近了！当利珀希回到店铺时，孩子马上把自己的这一发现告诉了他。这回，他并没有因为孩子贪玩而打他。
利珀希很快就明白了这一发现的重要性。他想到人不可能老是手上拿着两块透镜眺望远方，这太不方便了。于是，他配备了一根金属管，透镜则安装在管子两端适宜的位置上。这样，世界上第一个望远镜就诞生了，利珀希把它称为“视管”。1612年，意大利红衣主教的书记爱奥亚尼斯·狄米西亚尼建议用“望远镜”来称呼利珀希的发明。1650年左右，这个词开始流行。
那个时代，荷兰正在进行一场反抗西班牙的独立战争，已经苦战了四十年。爱国的利珀希把自己发明的望远镜献给了荷兰政府，那时荷兰共和国的最高行政长官莫里斯是一位贤能君主，他对科学很感兴趣，因而立即看出这种仪器的重要性。他给利珀希一笔钱命令他为政府生产一批望远镜。
荷兰海军作战用了望远镜后，能在西班牙人发现他们之前就发现敌人，于是，荷兰人就处于优势地位。加上其他种种因素，荷兰最终赢得了独立战争。
“视觉位移”
人和动物都长着两只眼睛，为什么不跟鼻子一样只长一只呢？这是因为生存竞争的需要，用两只眼睛观察周围比用一只眼睛来得准确和精细。人们观察到的世界为什么是立体的？这也是因为人长着两只眼睛的缘故。
成年人的双眼大约相隔65厘米，观察物体（例如一本竖立着的书）时，两只眼睛从不同的位置和角度注视着物体，左眼看到书的封底，右眼看到封面。这本书的封面和封底同时在视网膜上成像，左右两面的印象合起来，人就得到对这本书的立体感觉了。引起这种立体感觉的效应叫“视觉位移”。
用两只眼睛同时观察一个物体时，物体上每一点对两只眼睛都有一个张角。物体离双眼越近，其上每一点对双眼的张角越大，视差位移也越大。正是这种视差位移，使我们能区别物体的远近，并获得有深度的立体感。对于远离我们的物体，两眼的视线几乎是平行的，视差位移接近于零，所以我们很难判断这个物体的距离，更不会对它产生立体感觉了。夜望星空，你会感觉到天上所有的星星似乎都在同一球面上，分不清远近，这就是视差位移为零造成的结果。
当然，只有一只眼的话，也就无所谓视差位移了，其结果也是无法产生立体感。例如，闭上一只眼睛去做穿针引线的细活，往往看上去好像线已经穿过针孔了，其实是从边上过去的，并没有穿进去。
夫琅和费线之谜
1814年，德国年轻望远镜制造家夫琅和费在制造高质量透镜时，需要确定玻璃的折射特性，研究了大量太阳光谱。他发现在七彩斑斓的太阳光谱中有一条条暗线，共计574条，其中最突出的几条他用A、B、C、D……H、I等9个字母来标记。后人为了纪念他的功绩，把太阳光谱中的这几百条暗线称为“夫琅和费线”。
太阳光谱中为什么会有夫琅和费线？夫琅和费线标志着什么？
这成了天文学上的一个谜。
1859年，德国物理学家基尔霍夫在研究太阳光谱时，把灼烧着食盐的火焰放在太阳光束经过的路途上，再让太阳光束进入光谱仪。他原以为太阳光中也有食盐发出的那种黄色光，再加上食盐火焰发出的黄色光，在光谱仪上看到的应该是更强的黄色光，结果却适得其反，在应该出现亮线的地方却出现了暗线，并且，暗线的位置恰恰与太阳光谱中原有的两条暗线D1、D2相重合。这个现象意味着，如果亮线表示发射，暗线就表示吸收。
由此，基尔霍夫想到了太阳光谱中的几百条夫琅和费线，它应该是由太阳外层大气中包含的多种物质的吸收所造成的。例如，既然在太阳光谱的暗线D1、D2中有钠的黄色特征线，那么，由此可以推断，太阳大气中必定含有钠元素。
夫琅和费暗线之谜解开了。从此开创了天体物理的新纪元。在此之前，人们通过望远镜只能观察天体的外部面貌，而无法研究天体的内在结构（例如某天体是由哪些元素构成的），因为你无法亲自到这些天体上去看个究竟。有了天体光谱的研究后，天体的构成之谜就逐一解开了。目前，已对上千条太阳光谱中的暗线作了认证，在太阳上找到了67种地球上有的元素。同时，天体物理学家研究了其他的恒星光谱，大大丰富了人类对宇宙的认识。
挡光玻璃
看见这个题目你一定认为是把“挡风玻璃”写错了。汽车驾驶员前面的那块玻璃，因为能挡住迎面而来的疾风，所以叫“挡风玻璃”，但是，驾驶员们却希望它还具备另一种功能。夜间开车时，迎面驶来的车辆如果开亮大灯，耀眼的灯光会使驾驶员睁不开眼来，这就很容易发生事故。为此，相对驶过的车辆在交会时，一般都关掉大灯而用黄色小灯，同时彼此减速。不过，这样一来又要影响行车效率。有什么办法可以既不关前灯和减速，又使双方驾驶员感到灯光不炫眼呢？偏振光可以帮忙。
让我们把车辆大灯的玻璃和驾驶室的挡风玻璃都换上偏振玻璃，而且使前灯偏振玻璃的偏振化方向和挡风玻璃的偏振化方向成45°角。这样，从对面车的前灯射来的偏振光因为与这边车的挡风玻璃的偏振化方向成90°角，相互正交的状态使透过的光强接近于零，于是这边的驾驶员就不感到炫眼了。对于那边的驾驶员来说，由于前灯射出的偏振光与自己前面的偏振玻璃的偏振方向只成45°角，所以他仍能看得见前灯射向前方的光。
穿墙照相
若说眼睛能透过墙壁看到屋里的东西，那是骗人的事情。然而，利用现代激光技术做到“穿墙照相”，却是不远的事情了。
大雾天开车时，后面车辆的驾驶员只看到前车尾部的轮廓。如果这个驾驶员想看得更清楚一点而打开前灯，那他就错了。这样做不但不能看得更清楚，反而使前车的轮廓也不见了。这是怎么回事？原来是“后向散射”在捣鬼。当后车前灯发射的光射向前车时，前车的尾部当然会反射一部分光，但沿途被雾粒散射的光也不少，其中向正后方散射的光叫“后向散射光”。大量因雾粒产生的后向散射光的存在，大大提高了背景亮度，以至把从前车反射回来的“目标反射光”都湮没了。于是，驾驶员就更看不清前面的情况。
但是人们想出一个巧妙的方法，可以“穿雾照相”。在大雾天给较远的目标拍照，为了克服后向散射的影响，可以先向目标发射一部分激光，事先在照相机前面放置一个能高速开关的快门，并使它在激光信号从发射到反射至快门之前的整个期间都处于关闭状态，由于快门始终关闭，所以雾粒产生的后向散射光，绝大部分都被拒之快门之外。一直到目标反射光返回照相机时，快门才突然开启，等反射光（当然也有很少一部分同时到达的后向散射光）全部进入照相机后，快门才关上。这样，我们就获得一张前方目标的比较清晰的照片。
现在，人们依靠这种“穿雾照相”技术，不仅能穿透浓雾看清物体，而且在暗无天日的海底，能照见100米开外的物体了。据报道，利用这种技术，加上能穿透布料的红外激光，已经能穿透幕布进行照相。将来，当穿透能力十分强（能穿透砖石）的γ射线激光器发明时，利用γ射线来照明目标，穿墙照相就能实现了。
雾天“通行光”
大雾弥漫时，汽车必须开亮雾灯才能行驶。雾灯照射出来的光是黄色光，选择黄光作为雾天中的“通行光”，经过了科学家的精心考虑。
雾灯的光必须具有较强的散射作用，才能让光束尽可能向前方散布成面积较大的光簇。根据物理定律，波长越短的光越容易被散射。黄光的波长约为56×10-7米，红光则在76×10-7米左右，黄光的波长比红光差不多短1／3，所以黄光的散射强度要比红光强得多，这就是雾灯采用黄色光而不用红色光的道理。
绿色光、蓝色光乃至紫色光的波长不是比黄色光更短吗，为什么不采用它们作为雾灯的灯光呢？要知道，绿色光早已被“委以重任”了——红绿灯上占了一“席”之地。蓝色光和紫色光虽然波长很短，但是它们有两大缺点使其不能成为雾灯的光：一是蓝色、紫色的光色较暗，不易被发现；二是这两种色光的颜色与户外傍晚、黎明和阴天时天空的颜色十分接近，而大雾恰恰最容易在这样的时候弥漫大地。在这样一种“天幕”大背景的衬托下，再用蓝色或紫色光显然不符合要求。
黄色光不仅用在汽车雾灯上，在城市道路的十字路口，到深更半夜交通红绿灯停开时，就依靠路中央不停闪烁的黄光，来提醒驾驶员注意降低车速，安全驶过十字路口。此外，铁路上的巡道工、帮助交通警察指挥交通的纠察等，他们身上都穿着黄色工作服，为的是容易被远处急驶而来的火车或汽车上的司机所发现。
彗尾背阳之谜
在天空中出现的彗星，后面带着长长的发光尾巴，乍一看很像一把扫帚，所以俗称“扫帚星”。德国天文学家开普勒在长期的观测中发现，彗星经过太阳附近时，它的尾巴大都始终背着太阳。
肉眼可见的明亮彗星，一般由三部分构成：彗星头部中央有一个密集而明亮的“彗核”；核的周围有云雾状的球形“彗发”，彗核与彗发有时又称为“彗头”；彗核后面拖着的一条长长的明亮尾巴，就叫“彗尾”。彗尾通常总是背向太阳。根据彗尾背离太阳的程度，天文学家把彗尾分成三种类型：Ⅰ型彗尾几乎是直线，其方向很接近于太阳到彗星连线的延长方向；Ⅱ型彗尾朝着和彗星运行的相反方向弯曲得较大；Ⅲ型彗尾则弯曲更大。
彗尾是怎样形成的呢？为什么大都始终背向太阳？彗星离太阳很远时，是暗而冷的一团物质，并无“头”“尾”之分。当彗星接近太阳时，由于太阳辐射的加热作用，使彗核中的物质“蒸发”，不断抛出气体和尘埃，并开始发光。这时，太阳对彗星产生两种相反的作用，一种是万有引力产生的吸引作用，一种是太阳辐射压力和太阳风所产生的排斥作用。这种排斥作用的斥力，迫使微小的气体分子和尘埃向背离太阳的方向运动，从而形成一条或几条彗尾，三种类型的彗尾具有不同的形状，是因为太阳对它们产生的两种作用的相对强度不同。对于Ⅰ型和Ⅱ型彗尾，太阳光和太阳风产生的斥力超过万有引力，就Ⅲ型彗尾而言，则是引力大于斥力，结果，整个彗尾因受到太阳引力而弯向太阳。
响尾蛇与红外线
美国有一种红外线追踪导弹叫“响尾蛇导弹”，这样的取名是有来历的。
科学家们发现，有一些蛇如五步蛇、铜头蛇，特别是响尾蛇，它们具有独特而灵敏的红外线定位本领。有人做过响尾蛇与红外线的实验：将响尾蛇的眼睛、耳朵、鼻子统统挖掉，等它苏醒过来后放在一盏电灯附近。用黑纸将灯泡完全裹住，当灯泡不亮时，这条瞎眼响尾蛇一动不动；打开电灯后，可见光虽然透不出黑纸来，但是灯泡发出的热（红外线）却透过黑纸，向四处辐射，这时响尾蛇竟警觉地昂起头来。如果再把电灯移近它，它就立即扑向灯泡。此外，如果把一只活老鼠放到离这条瞎眼蛇半米远的地方，它也能引起抬头反应。挖掉响尾蛇的眼、耳、鼻之后，它就丧失了视觉、听觉和嗅觉，那么它是靠什么来感知红外线并作出反应呢？
原来在响尾蛇的眼睛与鼻孔之间，有一个“红外线定位器”，它是一个唇状小窝，由一层布满神经末梢的薄膜将其隔成内外两个小室。外室像个漏斗，大口对着外界，好像雷达天线对着目标一样；内室有一根细管通到蛇头的上部，细管的出口方向刚巧与外室相反。这样，内外两室的出口处所感受的温度不一样。内室细管出口所感受到的是蛇周围空气的温度，外室漏斗状开口感觉到的是某个特定的方向里的温度。如果正巧在这个方向有目标（如老鼠），则外室出口感受到的温度高于内室出口处的温度，这就造成薄膜内外壁之间有了温度差。由于薄膜上有丰富的神经末梢，所以蛇就有反应。响尾蛇头部的两侧都有一个这样的“红外线定位器”，所以它就能够测出目标的方向和距离。响尾蛇的红外线定位器对温度的感知，竟灵敏到千分之一摄氏度的变化。
保护维纳斯
古希腊和古罗马时代的许多巨大雕像，是人类文明的宝贵遗产。这些雕像大都在露天环境中，任凭风吹雨淋，很容易遭到破坏。他们一旦遭到破坏，凭什么去加以修复呢？这是艺术家们为之发愁的一个难题。事先给各个细部拍照，作为今后修复的参考，由于雕像太大，应该拍多少照片，才能面面俱到呢？有了全息照相，这个难题就迎刃而解了。
人们从四、五个主要角度，摄制这些古代雕像的全息照相。只要妥善保存为数不多的几张全息照片，将来就可以根据全息照相提供的全部信息，对雕像的任何部位进行修复。全息照片比起普通照片来，在保存上也有很大的优越性。普通照片如果遇到不测事件被损坏了一部分，那么这部分所记录的事物就无法再现了。全息照片的每一部分都可以再现它所记录的事物的全部信息。因此，如果保存的全息照片遇到不测事件，只要留下一个角，也能根据它所提供的信息，进行雕像的修复工作。
