几张图带你看懂激光，初中毕业也能看懂
网上有不少关于激光的问题，今天小编特意整理了一下。用最简单的类比给你解释一下什么事激光。
先来看两张图：
杂乱的蚁群
有序的蚁群
这两张图是我从网上找到的两张蚂蚁群的图。第一张是乱糟糟的无序的蚂蚁群，第二张是大部分蚂蚁形成了一个稳定路线的蚂蚁群。
从这两张图中我们能看到，单独一只蚂蚁拿出来没有区别。但是按照不同的方式组织在一起，对外就显示出来完全不同的状态。
其实激光跟普通光相比就跟上面两个图的对比差不多。
本质上都一样，只要波长相同，从两种光里面各取出一个光子，物理性质没有不同。但是，由于**方式不同，两种光对外表现出完全不同的物理性质。
1、方向性。普通光源汇聚能力不强，随着跟光源的距离不同，很快就发散了。而激光不同，它的发散角很小。这是因为激光器有一个二分之一波长整数倍长度的谐振腔，通过控制谐振腔的长度和激光发***的横截面的宽度，就可以控制发散角。
2、偏振性和相干性。普通光源不同时刻发出来的光子是没有任何规律的，就跟第一张图片乱糟糟的蚂蚁一样，彼此之间没有任何关系。而激光不同，激光器发出的激光所有的光子就跟站好队列的蚂蚁一样，你只要描述第一只蚂蚁，然后用一个线性函数就能描述后面所有的蚂蚁。所有光子的振动方向都一样前后保持首尾衔接。
3、单色性。普通光源里面通常都是包含不同颜色的光，或者说是不同波长的光。但是由于激光器谐振腔的作用，只有那些满足谐振腔长度的光才能在腔内振荡形成激光，所以激光的波长基本一致。这就像是那群排列好的蚂蚁，不仅队列整齐，而且蚂蚁的个头一样大。
那么激光是怎么产生的呢？再让我们看下面这个图：
不同弹性系数的弹簧
激光发生器可以被看成是一个装满了各种弹簧的一个长长的匣子。实际上，由于激光器的介质不同，只能是容纳几个特定波长的光。相当于这个匣子里的弹簧是那些特定弹性系数的。
我们现在在外面给弹簧加一个能量，让这些弹簧开始震动。由于匣子的**，只有那些受到匣子选择的弹簧才能开始振动，并且从给定的出口蹦出去；其它的弹簧只能杂乱无章的开始振动。激光器产生激光的过程跟这个差不多。
再看下面这个二氧化碳激光器的实物图：
小编上学的时候用过一个**二氧化碳激光器，全长有9米多。
我们看到图中的那个管子就是一个实物激光器，只是没有供电和供气两个主要部分。
使用的时候，我们把这个管子固定好，然后在罐子里面充入二氧化碳，在两端加上高压电。管子里的二氧化碳被高压电击穿，开始发光，由于这个管子的长度的约束，只有特定波长的光才能在这根管子两端的镜面上来回反射。这样管子里这个波长的光子就越来越多，然后从管子的一端发射出去，就形成了激光。
二氧化碳激光器产生的是红外激光，主要是用热效应工作。
其它激光器可能千奇百怪，但是原理跟这个是一样的。
希望上面的解释，能让您对激光有一个直观的了解。
我是郭哥论道，一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学，让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣的科普搬运工。
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