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破解光的秘密(1)(组图)

http://www.sina.com.cn  2004年11月23日 10:37  《少年科学画报》 
彩虹
菲涅耳
激光实验
激光手术
利用激光准直开凿隧道
美国激光攻击机

  在世界万物中,我们对光再熟悉不过了。清晨伴随着第一缕阳光的到来,地球上不同地方的人们感受着大自然描绘的一幅幅美丽画卷:壮丽的山川、迷人的彩虹、色彩缤纷的世界……这一切都是大自然“神奇光笔”的杰作。然而,无处不在的光却像个顽皮的孩子令人捉摸不定,千百年来多少科学家为它费尽了心思:托勒密、牛顿、菲涅耳、爱因斯坦……他们用心血和智慧一层层揭开了光的神秘面纱。从此,人们对光有了更深入的了解,并在此基础上创造了一个个有关光的神话。

  比太阳还亮100亿倍的光

  进入21世纪,光与电将人类带入了信息时代。从身边的电脑、打印机、DVD,到医疗设备、通信卫星、“死光”武器,你处处都能发现激光的影子。激光是人类最伟大的发明之一。1960年5月16日,在美国加利福尼亚的休斯空军试验室里,一束激光由红宝石棒中发出,虽然它仅持续了三亿分之一秒,然而它却标志着人类文明史上一个新时代的来临。

  激光诞生后,由于它个性突出,很快便在各个领域大显身手。首先它亮度高。据测算,一只功率只有1毫瓦的氦氖激光器,其亮度比太阳高约100倍!而一台大型脉冲固体激光器,它的亮度比太阳表面的亮度高100亿倍!在地球上,只有氢弹爆炸时的闪光可与之媲美。其次它的方向性好,发射到很远的地方扩散极小。一束激光在数千米外的光斑只有茶杯口大小,因此用它来测量距离、指示方向再好不过了。1969年7月“阿波罗”11号的宇航员将数块激光反射器放到了月球上,利用从地球发出的激光照到月球后的往返时间,人们测量月地距离的精度大大提高,往返77万千米,误差只有几厘米!如此准确的激光还可以为各种炸弹、导弹指示方向,激光制导导弹指哪打哪。第三,它色度纯,能量高度集中。从红宝石激光器中输出激光脉冲的总能量煮不熟一个鸡蛋,但却能在 3毫米的钢板上钻出一个孔,用激光给金刚石打孔变得安全、简单,人们找到了“削铁如泥”的“宝剑”。激光枪、激光炮、激光反导弹武器等在战场上大行其道的日子不远了。第四,相干性好。用这一特性拍摄出来的激光全息照片立体逼真,使人有身临其境的感觉,而且不怕破碎,破碎后的残片和整张照片的效果一模一样。

  激光是人类对光多年探索和研究的结晶。从光的折射、反射、“微粒说”、“波动说”,直到“波粒二象性”,光在人们脑海中的形象逐渐清晰、完善起来。

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