激光:最直最亮的光
激光不散开、颜色纯,能切钢板也能做手术。
你玩过激光笔吗?一道细细的光,照到几百米外还是一个小点。手电筒可不行,照几米就散成一大团。激光为什么这么“直”、这么“亮”?因为它是一种特别的光:所有光子步调一致、方向相同、颜色单一。激光是 1960 年发明的,现在无处不在:扫条码、做手术、切钢板、上网光纤,都靠它。
你知道吗
你知道吗?激光的英文 Laser 是个缩写,意思是“受激辐射的光放大”。发明时有人开玩笑说它是“没用的发明”,结果成了二十世纪最重要的发明之一。
激光怎么产生
普通光(灯泡、太阳)的光子各跑各的,方向不同、颜色杂。激光不一样:在一个特殊管子里,物质被激发,光子撞来撞去,互相“复制”,最后所有光子步调一致、朝一个方向跑出来。就像一支队伍从“各走各的”变成“齐步走”,力量集中,所以又直又亮。激光的颜色单一,是因为所有光子能量一样。
激光因为又直又集中,能量密度特别高。弱激光可以扫条码、放光盘、做指示;强激光能切钢板、焊金属;医疗激光能做近视手术、去纹身;光纤里的激光传信息,是互联网的“血管”。科学家还用激光测月球距离——对着月亮发射激光,接收反射回来的光,能精确到毫米!
- 激光光子步调一致、方向相同
- 激光颜色单一,能量集中
- 弱激光:扫条码、放光盘
- 强激光:切钢板、做手术
- 光纤激光是互联网的血管
激光的未来更精彩。激光武器能打无人机;激光冷却能把原子冻到接近绝对零度;激光聚变可能成为清洁能源(用激光点燃小太阳)。激光还让科学家拍到化学反应的“慢动作”——几飞秒(一飞秒是千万亿分之一秒)的过程都能拍下来。激光,让人类能精确操纵光,看到了以前看不到的世界。
动手试试
动手玩:用激光笔照远处墙面,看光点小不小(注意别照眼睛!)。在手电筒和激光笔前各放一张纸,看光斑大小差别。把激光笔通过一杯水照,看光怎么走直线。再想想:为什么激光能切钢板而手电筒不能?(激光能量集中,单位面积能量高)。把激光和普通光的区别列成对比表。注意:激光伤眼,千万别对着人或镜面照。
齐步走的光,照亮最远的路。——发明小语

