“最快的刀”、“最准的尺”、“最奇异的光”——激光是种什么光

2023-05-25 科创太湖

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激光是20世纪 以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类最重大的发明之一,被称为“最快的刀”、“最准的尺”和“最奇异的光”。

激光理论起源于大物理学家爱因斯坦。1916年爱因斯坦提出了一套全新理论——“光与物质相互作用”,这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子在受到某种光子的激发的情况下,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。

1960年5月,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光。同年7月,梅曼研制出了世界上第一台激光器。他的方案是,在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔,利用一个高强闪光灯管来激发红宝石,红宝石发出的红光会从这个孔溢出,使从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。

激光之所以神奇,是因为它有独特的本领:方向性强,颜色纯,能量大等。因而,它的用途十分广泛。

激光具有超强的能量密度,可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。激光刀可切割坚硬和柔软的材料,对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。

激光用于通讯,携带信息量惊人,用之于电话,可使几十亿部电话同时通话;用之于电视,可传播上千万套;用之于印刷,分辨率达每英寸9000个点,调制速率可达几十兆赫;用之于计算机,比电子开关快1000倍。

激光刀是外科医生的好帮手,用它做手术没有丝毫机械撞击,而且又快又精准,大大减轻了病人的痛苦,可以应用于血管瘤、脑部手术等。

激光单色性好、方向性强、测距精度高,使得测量人造卫星、月球等远目标的距离变成现实.宇航员在月球上安放激光反射器.激先器从地球向月球发射一个激光脉冲信号。月球上的反射器能够将激光脉冲原路返回,激光脉冲从发出到接收时间间隔为2.56秒。

激光还可以用来制造**。比如,激光枪号称20世纪的无声枪,可使对方士兵双目失明;再如激光炮,它能量大命中率高,可轻易击毁敌方坦克、飞机、**,甚至卫星。美国在白沙**试验场,用功率最大的默兰克尔激光炮对赫赫有名的大力神式**发射,不到2秒钟,大力神**就折戟沉沙。激光炮的速度,达到惊人地步,每秒可走30万公里。电影素材中也经常用到激光,在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能怿放出一道长约1米的纯能量束,战斗时悄无声息,威力惊人。



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