編輯部頭條:
2月到了,新一輪諾貝爾獎候選人的篩選審定工作開始了。作為趣味科學(xué)的編輯,時刻關(guān)注很重要。
2018年的物理學(xué)獎由三位科學(xué)家獲得,他們國籍不同,性別不同,但有一個共同點——都是因為激光獲的獎。
一句話概括:我就想寫一篇關(guān)于激光的稿子,但是沒靈感。關(guān)于激光,請大家知無不言,言無不盡。阿倉感謝各位熱心的讀者!
激光的誕生
激光有許多美稱,“最快的刀”“最亮的光”“最準的尺”,人們絲毫不掩飾對激光的贊美,而這一切美譽都來自于59年前的一項實驗。
1960年5月16日,在美國加州的休斯實驗室里,年輕的工程師西奧多·梅曼進行了一次重要實驗。他設(shè)計用強光照射紅寶石,以此來產(chǎn)生激光。在他按下開關(guān)時,紅寶石射出了一束比太陽表面還亮的紅光。這就是激光。
從此,激光就以迅雷不及掩耳之勢闖入我們的生活,不遺余力地向我們展示它的超能力。
又直又準測距離
太陽光總是向四面八方發(fā)散,可是激光不一樣。激光和貓一樣,喜歡走直線,它總是朝著一個方向發(fā)光。利用激光的這個特點,科學(xué)家制作出了精確的激光測距儀。
如果用激光測距儀將激光發(fā)射到月球上,經(jīng)過一段時間,激光會反射回地球。激光1秒鐘能跑30萬千米,如果知道激光從地球到月球的時間,我們就能知道地球和月球之間的距離了。
1962年,科學(xué)家第一次將激光發(fā)射到月球上,并接收到了反射回來的激光,但當時接收到的激光很少。雖然這次實驗失敗,但積累經(jīng)驗很重要??茖W(xué)家制作了一個激光反射器,并讓它乘坐“阿波羅11號”登上月球。1969年8月,科學(xué)家再次將激光發(fā)射到月球表面,此時已經(jīng)到達的反射器讓激光按照原來的方向回到了地球。科學(xué)家因此測出了地球和月球的距離,這樣的結(jié)果十分精確。通過測量地球和月球之間的距離,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球正在以每年3.8厘米的速度遠離地球。
2018年1月,中國完成了最新的月球激光測距實驗。
能量集中變利刃
由于方向高度集中,激光能發(fā)出很亮很亮的光。有時,甚至比太陽表面還要亮上100億倍!如果把激光光束匯聚起來,瞬間溫度就能達到上千萬度。
這時,激光化身為刀,鋒利無比,削鐵如泥。一塊4毫米厚的鋼板,像菜一樣被切成兩半;就連自然界最堅硬的鉆石,激光也能輕松給它鉆個孔。
除此之外,這把“刀”還能成為醫(yī)生的好幫手。比如,它可以幫你輕松解除近視煩惱?,F(xiàn)在最快的激光手術(shù)當屬飛秒激光手術(shù),一臺手術(shù)也就幾個飛秒的事。一飛秒是1秒的千萬億分之一,即0.000000000000001秒。也就是說,醫(yī)生1秒鐘就能完成手術(shù)。當然,這不包括前期的準備和后期的收尾工作。
天下武功,唯快不破??磥恚谩白羁斓牡丁眮硇稳菁す夂喼笔亲詈线m了。
激光武器顯神威
當然,最厲害的還是激光武器。激光武器可以發(fā)射強烈的激光束,能夠瞬間摧毀戰(zhàn)機、導(dǎo)彈甚至衛(wèi)星。這是因為激光速度極快,比最快的導(dǎo)彈快出上萬倍;另外,激光武器殺傷命中率極高。有一種激光武器能快速攔截、摧毀高空目標,有效地防御炮彈襲擊。此外,它能從所搭載的車輛上,對作戰(zhàn)目標進行全方位攻擊。
激光千里來傳音
什么東西拿得起來放不下?以前,我肯定會說筷子,現(xiàn)在,我會說手機。如今,我們能千里打電話、上網(wǎng)可都是激光的功勞。有一種能夠傳輸激光的細絲,叫光導(dǎo)纖維。它是用特殊的玻璃材料制成的,直徑比人的頭發(fā)絲還要細。雖然細,但它優(yōu)點可不少。與電纜相比,發(fā)送相同容量的數(shù)據(jù),它傳輸距離要更遠;相同距離下,它傳輸?shù)男畔⒏?、速度更快?013年,科學(xué)家開發(fā)的新型激光通信技術(shù),可以讓你在一秒內(nèi)將哈利·波特七部電影全部下載下來。
靈巧鑷子抓粒子
利用激光束操縱和移動物體,聽起來是不是很科幻?但我要告訴你,這是真的!2018年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者亞瑟·阿斯金發(fā)明的“光學(xué)鑷子”就可以。原子、病毒和細胞都是些特別特別小的物質(zhì),它們平常十分活潑,但你看都看不到,除非利用顯微鏡。阿斯金發(fā)明的鑷子是用激光和透鏡制成的,不僅可以隔空抓住細胞或病毒顆粒,還能把細胞捏成各種形狀,甚至能將原子冷凍到-273.15℃。這樣,科學(xué)家就可以盡情地研究這些小東西了。
除了上面這些超能力,激光還能給食物保鮮,給金屬除銹,給大樓“美容”激光的超能力說也說不完。高精尖、穩(wěn)準狠,打得了怪獸,治得了疾病,這樣的激光是不是很給力?那就快來給它點個贊。
(資料提供者:丁小小、悠悠、大奇、阿亮)