地球之所有出現(xiàn)生命,和太陽(yáng)的光線有很大的關(guān)系。太陽(yáng)的光線,給地球帶來(lái)了生命所必須的能量。植物利用光線進(jìn)行光合作用,讓產(chǎn)生生命所必須的其它能量,最終形成了一個(gè)生機(jī)勃勃的地球。
現(xiàn)在,除了太陽(yáng)發(fā)出的光線以外,我們還能自己制造各種各樣的光線,比如說(shuō)我們每天見(jiàn)到的燈光,各種東西燃燒發(fā)出的光線,還有一種威力很大的光線——激光。想必大家都聽(tīng)過(guò)激光,在很多場(chǎng)景中,我們都會(huì)利用到激光,比如說(shuō)激光切割,以及激光手術(shù)還有我們?cè)陔娪爱?dāng)中見(jiàn)到的激光武器等。激光和我們平常所見(jiàn)的燈光和太陽(yáng)光不同,它的威力比這些光線要大得多。那么為什么都是光線,普通的燈光和太陽(yáng)光的威力卻不像激光這么大呢?
首先我們來(lái)了解一下什么叫激光。
激光的原理早在20世紀(jì)初就被愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn),隨后被其它其它科學(xué)家制造了出來(lái),這也成為了核能、電腦和半導(dǎo)體之后人類(lèi)又一個(gè)非常重大的發(fā)現(xiàn)。
激光的原理很簡(jiǎn)單,就和我們普通發(fā)出光線的原理一樣,原子中的電子在吸收能量之后,從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),然后有從高能級(jí)回到低能級(jí),在這個(gè)過(guò)程中能量就會(huì)隨著光子被釋放出來(lái),形成光束,這就是我們所看到的激光。
那么激光的威力為什么這么大呢?
首先,激光的方向一定。
我們普通看到的太陽(yáng)光和各種人造光源,它們都是向四周發(fā)射的。而激光和這些光線不同,它通過(guò)特制的激光器進(jìn)行發(fā)射,發(fā)出的光線一直朝著給一個(gè)方向,而且光束的發(fā)散度非常低,基本接近平行,這樣就能夠保證激光的威力。我們平常照射太陽(yáng)時(shí),基本上只有溫暖的感覺(jué),不過(guò)如果用了放大鏡,就可以讓東西燃燒,也正是因?yàn)檫@個(gè)原理。
第二,激光的亮度極高。
在激光發(fā)明之前,人類(lèi)能夠創(chuàng)造出亮度和太陽(yáng)亮度一樣的光源,不過(guò)當(dāng)科學(xué)家利用激光發(fā)射器創(chuàng)造出了激光以后,它的來(lái)亮度達(dá)到了太陽(yáng)光的幾百億倍。這就造成了大量的光子聚集在一個(gè)極小的空間范圍內(nèi),所以它所攜帶的能量當(dāng)然要比太陽(yáng)高得多,因此威力大很多。
最后,激光攜帶的能量非常大。
光子中所攜帶的能量通??梢杂肊=hv來(lái)計(jì)算,h代表的是普朗克常量,而v代表的是光的頻率。我們知道波長(zhǎng)越短、頻率越大,光子所攜帶的能量越多。而波長(zhǎng)從紅外線到可見(jiàn)光,再到紫外線,波長(zhǎng)越來(lái)越短,光子所攜帶的能量就越大。而激光的波長(zhǎng)一般是在可見(jiàn)光內(nèi),它單個(gè)光子所攜帶的能量并不會(huì)太大,但是因?yàn)榧す獾淖饔梅秶苄?,所以光子的密度很大,而且它能在短時(shí)間內(nèi)聚集起大量的能量。因此,激光的威力要比普通光線大很多。
激光的應(yīng)用
由于激光的種種特性,在各個(gè)方面都有它的用武之地。在醫(yī)學(xué)方面,激光可以用作激光美容,去除一些色斑等非常有效。而且激光還能夠用于近視手術(shù)、皮膚病手術(shù)等,比一般的手術(shù)效果要好很多。
在軍事方面,激光也能夠用作激光武器。我們都知道,激光的威力很大,它能哦故利用定向發(fā)射裝置,直接摧毀目標(biāo),具有速度快、轉(zhuǎn)向靈活等優(yōu)點(diǎn),而且激光武器還不會(huì)造成污染。
在通訊方面,也有很大的作用。激光通信是一種大氣空間傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它有容量大、保密性好、不受電磁干擾等特點(diǎn),但是遇到天氣狀況不好的時(shí)候,損耗也很大。所以激光通信通常應(yīng)用于近距離通信,或者是大氣層之外的衛(wèi)星通信和深空通信等。
激光在工業(yè)應(yīng)用方面最為廣泛。在上個(gè)世紀(jì),科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)明了激光切割技術(shù),能夠準(zhǔn)確高效地對(duì)一些不易切割的材料進(jìn)行切割。除此之外,激光還被用于激光玻璃等材料當(dāng)中。利用激光,科學(xué)家還發(fā)明了激光傳感器,可以用于無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離精確測(cè)量等。此外,中國(guó)科學(xué)家還利用激光進(jìn)行核聚變,創(chuàng)造除了我國(guó)激光核聚變裝置,對(duì)中國(guó)可控核聚變的研究起了非常大的作用。激光的運(yùn)用已經(jīng)遍及生活的方方面面。
激光的出現(xiàn),和許多改變我們世界的科技一樣,讓人類(lèi)的生活得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展,極大地改變了我們的生活,可以說(shuō)激光是20世紀(jì)一項(xiàng)非常偉大的發(fā)明。
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