请给激光点个赞

2019-04-19 12:13:48
小哥白尼·趣味科学画报 2019年2期
关键词:镊子飞秒超能力

编辑部头条:

2月到了,新一轮诺贝尔奖候选人的筛选审定工作开始了。作为趣味科学的编辑,时刻关注很重要。

2018年的物理学奖由三位科学家获得,他们国籍不同,性别不同,但有一个共同点——都是因为激光获的奖。

一句话概括:我就想写一篇关于激光的稿子,但是没灵感。关于激光,请大家知无不言,言无不尽。阿仓感谢各位热心的读者!

激光的诞生

激光有许多美称,“最快的刀”“最亮的光”“最准的尺”,人们丝毫不掩饰对激光的赞美,而这一切美誉都来自于59年前的一项实验。

1960年5月16日,在美国加州的休斯实验室里,年轻的工程师西奥多·梅曼进行了一次重要实验。他设计用强光照射红宝石,以此来产生激光。在他按下开关时,红宝石射出了一束比太阳表面还亮的红光。这就是激光。

从此,激光就以迅雷不及掩耳之势闯入我们的生活,不遗余力地向我们展示它的超能力。

又直又准测距离

太阳光总是向四面八方发散,可是激光不一样。激光和猫一样,喜欢走直线,它总是朝着一个方向发光。利用激光的这个特点,科学家制作出了精確的激光测距仪。

如果用激光测距仪将激光发射到月球上,经过一段时间,激光会反射回地球。激光1秒钟能跑30万千米,如果知道激光从地球到月球的时间,我们就能知道地球和月球之间的距离了。

1962年,科学家第一次将激光发射到月球上,并接收到了反射回来的激光,但当时接收到的激光很少。虽然这次实验失败,但积累经验很重要。科学家制作了一个激光反射器,并让它乘坐“阿波罗11号”登上月球。1969年8月,科学家再次将激光发射到月球表面,此时已经到达的反射器让激光按照原来的方向回到了地球。科学家因此测出了地球和月球的距离,这样的结果十分精确。通过测量地球和月球之间的距离,科学家发现月球正在以每年3.8厘米的速度远离地球。

2018年1月,中国完成了最新的月球激光测距实验。

能量集中变利刃

由于方向高度集中,激光能发出很亮很亮的光。有时,甚至比太阳表面还要亮上100亿倍!如果把激光光束汇聚起来,瞬间温度就能达到上千万度。

这时,激光化身为刀,锋利无比,削铁如泥。一块4毫米厚的钢板,像菜一样被切成两半;就连自然界最坚硬的钻石,激光也能轻松给它钻个孔。

除此之外,这把“刀”还能成为医生的好帮手。比如,它可以帮你轻松解除近视烦恼。现在最快的激光手术当属飞秒激光手术,一台手术也就几个飞秒的事。一飞秒是1秒的千万亿分之一,即0.000000000000001秒。也就是说,医生1秒钟就能完成手术。当然,这不包括前期的准备和后期的收尾工作。

天下武功,唯快不破。看来,用“最快的刀”来形容激光简直是最合适了。

激光武器显神威

当然,最厉害的还是激光武器。激光武器可以发射强烈的激光束,能够瞬间摧毁战机、导弹甚至卫星。这是因为激光速度极快,比最快的导弹快出上万倍;另外,激光武器杀伤命中率极高。有一种激光武器能快速拦截、摧毁高空目标,有效地防御炮弹袭击。此外,它能从所搭载的车辆上,对作战目标进行全方位攻击。

激光千里来传音

什么东西拿得起来放不下?以前,我肯定会说筷子,现在,我会说手机。如今,我们能千里打电话、上网可都是激光的功劳。有一种能够传输激光的细丝,叫光导纤维。它是用特殊的玻璃材料制成的,直径比人的头发丝还要细。虽然细,但它优点可不少。与电缆相比,发送相同容量的数据,它传输距离要更远;相同距离下,它传输的信息更多、速度更快。2013年,科学家开发的新型激光通信技术,可以让你在一秒内将哈利·波特七部电影全部下载下来。

灵巧镊子抓粒子

利用激光束操纵和移动物体,听起来是不是很科幻?但我要告诉你,这是真的!2018年诺贝尔物理学奖获得者亚瑟·阿斯金发明的“光学镊子”就可以。原子、病毒和细胞都是些特别特别小的物质,它们平常十分活泼,但你看都看不到,除非利用显微镜。阿斯金发明的镊子是用激光和透镜制成的,不仅可以隔空抓住细胞或病毒颗粒,还能把细胞捏成各种形状,甚至能将原子冷冻到-273.15℃。这样,科学家就可以尽情地研究这些小东西了。

除了上面这些超能力,激光还能给食物保鲜,给金属除锈,给大楼“美容”激光的超能力说也说不完。高精尖、稳准狠,打得了怪兽,治得了疾病,这样的激光是不是很给力?那就快来给它点个赞。

(资料提供者:丁小小、悠悠、大奇、阿亮)

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