播洒阳光的使者

　　——访湖南市宁乡县第一高级中学高三学生唐贝茜

　　“晒太阳”对大多数人来说早已司空见惯，而对于长年劳作在地底的矿工来说，却是一种奢侈的享受。来自湖南省宁乡县第一高级中学的高三学生唐贝茜却注意到了他们的需求，想为昏暗的矿井带来阳光，成为播洒阳光的使者。

　　为了将日光引入矿井，让矿工在井下也能享受天然日光浴，2013年，唐贝茜设计完成了作品《矿井日光浴光导装置》，并荣获第30届长沙市青少年科技创新大赛、第34届湖南省青少年科技创新大赛一等奖。在第28届全国青少年科技创新大赛上，这个将深切的人文关怀融入科技创新中的作品再次征服评委，荣获大赛一等奖以及“茅以升科学技术奖”。

　　凭借这些战绩，2014年10月唐贝茜收获了她的又一项荣誉———获评第三届“长沙市青少年科技创新市长奖”。

　　十年圆一梦

　　唐贝茜的家乡在宁乡县煤炭坝矿区，外公是矿区的工人。小时候，外公那弯弯的背脊给她留下了深刻印象。外公告诉她，因为矿井里晒不到太阳，所以很多工人都和他一样，久而久之背就会变得弯弯的。

　　为什么不晒太阳背就会变弯呢？年迈的外公没能给她答案。尽管如此，小小年纪的唐贝茜还是努力想为外公做点什么。“等外公下次下矿井时，我给您装一瓶阳光，您带它下井矿，就能晒到太阳啦！”尽管这样的创意有些异想天开，但暖心的话却让外公开心不已。从那时起，让矿井充满阳光，成了她最大的心愿。

　　上初中后，随着知识的积累，唐贝茜也终于明白了，为什么长时间晒不到阳光就会引起背弯。维生素D主要用于防治佝偻病和软骨症、关节痛等，它的合成依赖于阳光。矿工所处的工作环境缺乏阳光，使得他们普遍缺乏维生素D。日照不足，正是让外公驼背的元凶，也是矿工们渴求阳光的原因。怎样才能让矿工多晒太阳呢？唐贝茜一直苦苦思索着答案。

　　2012年，唐贝茜考入宁乡一中。在这里，通过研究性课程的学习，她对科技创新有了更加全面的认识，而学校良好的科技创新氛围，也激发了她的热情。

　　幼时的愿望又一次浮现在唐贝茜的脑海。

　　她找到了学校负责科技创新教育的罗定庚老师，将自己打算把阳光引入地下的想法告诉他。在得到了老师的肯定和支持后，唐贝茜开始动手设计自己的太阳光传输设备。

　　让阳光遵循我的脚步

　　由于矿井所处环境的特殊性，要将阳光导入深深的矿山井巷并达到日光浴所需要的强度，并不是一件轻而易举的事。

　　怎样才能把阳光引入地下呢？唐贝茜一时无计可施。一天下午，她正坐在教室里看书，一缕阳光透过玻璃反射到教室，刺痛了她的眼睛，也激发了她的灵感：根据光的反射原理，设计一种光导装置，让光线在有许多弯道的情况下传送，不就能将阳光引入矿井下的避难室，让矿工“晒”到太阳了吗？利用光导纤维的原理，唐贝茜很快完成了矿井日光浴光导装置的设计和制作，经过简单测试后，她带着作品参加了第30届长沙市青少年科技创新大赛。大赛现场，专家对矿井日光浴光导装置给予了肯定，但他们的提问却让唐贝茜哑口无言。“传输后的光照强度你检测过了吗？是否具有原光照的功效？如果强度不够，该怎样解决这个问题？”

　　虽然这次大赛上唐贝茜最终获得了一等奖，但她依旧对专家的问题难以释怀。回到学校后，她立即用照度计和紫外光强度计对传输后的太阳光进行测量，结果让她大失所望。

　　虽然设备能完成太阳光的传输，但在传输过程中，光照强度和紫外线强度都会衰减，使日光浴的功效大打折扣。要达到日光浴的效果，就必须增强入射光的强度。这又成了摆在唐贝茜面前很现实的一个问题。

　　“开始我尝试使用凸透镜，但聚光效果很不理想，最后在罗老师的帮助下，终于解决了这个问题。”唐贝茜说。

　　在罗定庚老师的指导下，唐贝茜对矿井日光浴光导装置进行了全面完善，设计了专业的二次聚光方案：采用菲涅尔透镜首先对阳光进行一次汇聚，然后用安装于光纤口的凸透镜再对光线进行一次汇聚。

　　在聚光面的设计上，她也多次修改，最终改为正反组合型的双抛物聚光面，无论哪种角度、哪个时段的日光，都能被反射聚集到菲涅尔透镜上，再经由二次聚光器导入导光光纤，大大延长了设备运转的时间。

　　在参加第28届全国青少年科技创新大赛前夕，唐贝茜对改进后的作品进行了一次完整的测试。从上午9点一直到下午17点，经过传输后的阳光到达井下日光浴室内的照度和紫外线强度都有大幅提升，完全符合日光浴的光照要求。

　　“矿井日光浴光导装置的发明过程，对于我来说，既是一次科技创新的体验，也是一个圆梦的过程。有了梦想，就一定要坚持，不论时间长短，总有实现的一天。”唐贝茜说。

　　大胆显身手

　　在班上，和爱发明一样，唐贝茜的“大胆”也是出了名的。刚入高中，别的同学都还在“水土不服”时，唐贝茜便做出了一桩“初生牛犊不怕虎”的壮举。每周一升国旗时，学校都要求大家合唱国歌，可那一天刚好国旗班里领唱的同学请假了，校领导对大家合唱的国歌不满意，就开始挨个点班里的组织委员上去领唱，点了不少人，大家都怯生生地不愿上前。当点到唐贝茜时，她二话没说便大大方方地走了上去，在5000多名学生面前唱了起来。

　　唐贝茜的大胆还表现在学习上。在一次英语课上，她和老师就一个语法问题发生了争执，在10多分钟的时间里，师生俩愣是把别的同学晾在一旁，谁也说服不了谁。下课之后，不服气的唐贝茜还追了出去，直到最后怏怏而回。

　　每次提起这事，唐贝茜都颇为感慨，“不明白的地方我一定要弄明白，哪怕最后知道自己的观点是错的。”

　　升入高三，紧张学习之余，在完善矿井日光浴光导装置上，她又有了新的想法：“下一步，我打算为设备的聚光面增加一个向日葵式太阳能跟踪平台，自动追随太阳的角度，调节聚光效果。另一方面要实验使用多组透镜、多组光纤组成的导光装置，增加散射面。不过这一切都要先等到高考结束，现在的首要任务是努力学习，考上好的大学。”

　　本刊记者 王继东

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