地球之所有出現生命,和太陽的光線有很大的關(guan) 係。太陽的光線,給地球帶來了生命所必須的能量。植物利用光線進行光合作用,讓產(chan) 生生命所必須的其它能量,最終形成了一個(ge) 生機勃勃的地球。
現在,除了太陽發出的光線以外,我們(men) 還能自己製造各種各樣的光線,比如說我們(men) 每天見到的燈光,各種東(dong) 西燃燒發出的光線,還有一種威力很大的光線——激光。想必大家都聽過激光,在很多場景中,我們(men) 都會(hui) 利用到激光,比如說激光切割,以及激光手術還有我們(men) 在電影當中見到的激光武器等。激光和我們(men) 平常所見的燈光和太陽光不同,它的威力比這些光線要大得多。那麽(me) 為(wei) 什麽(me) 都是光線,普通的燈光和太陽光的威力卻不像激光這麽(me) 大呢?
首先我們(men) 來了解一下什麽(me) 叫激光。
激光的原理早在20世紀初就被愛因斯坦發現,隨後被其它其它科學家製造了出來,這也成為(wei) 了核能、電腦和半導體(ti) 之後人類又一個(ge) 非常重大的發現。
激光的原理很簡單,就和我們(men) 普通發出光線的原理一樣,原子中的電子在吸收能量之後,從(cong) 低能級躍遷到高能級,然後有從(cong) 高能級回到低能級,在這個(ge) 過程中能量就會(hui) 隨著光子被釋放出來,形成光束,這就是我們(men) 所看到的激光。
那麽(me) 激光的威力為(wei) 什麽(me) 這麽(me) 大呢?
首先,激光的方向一定。
我們(men) 普通看到的太陽光和各種人造光源,它們(men) 都是向四周發射的。而激光和這些光線不同,它通過特製的激光器進行發射,發出的光線一直朝著給一個(ge) 方向,而且光束的發散度非常低,基本接近平行,這樣就能夠保證激光的威力。我們(men) 平常照射太陽時,基本上隻有溫暖的感覺,不過如果用了放大鏡,就可以讓東(dong) 西燃燒,也正是因為(wei) 這個(ge) 原理。
第二,激光的亮度極高。
在激光發明之前,人類能夠創造出亮度和太陽亮度一樣的光源,不過當科學家利用激光發射器創造出了激光以後,它的來亮度達到了太陽光的幾百億(yi) 倍。這就造成了大量的光子聚集在一個(ge) 極小的空間範圍內(nei) ,所以它所攜帶的能量當然要比太陽高得多,因此威力大很多。
最後,激光攜帶的能量非常大。
光子中所攜帶的能量通常可以用E=hv來計算,h代表的是普朗克常量,而v代表的是光的頻率。我們(men) 知道波長越短、頻率越大,光子所攜帶的能量越多。而波長從(cong) 紅外線到可見光,再到紫外線,波長越來越短,光子所攜帶的能量就越大。而激光的波長一般是在可見光內(nei) ,它單個(ge) 光子所攜帶的能量並不會(hui) 太大,但是因為(wei) 激光的作用範圍很小,所以光子的密度很大,而且它能在短時間內(nei) 聚集起大量的能量。因此,激光的威力要比普通光線大很多。
激光的應用
由於(yu) 激光的種種特性,在各個(ge) 方麵都有它的用武之地。在醫學方麵,激光可以用作激光美容,去除一些色斑等非常有效。而且激光還能夠用於(yu) 近視手術、皮膚病手術等,比一般的手術效果要好很多。
在軍(jun) 事方麵,激光也能夠用作激光武器。我們(men) 都知道,激光的威力很大,它能哦故利用定向發射裝置,直接摧毀目標,具有速度快、轉向靈活等優(you) 點,而且激光武器還不會(hui) 造成汙染。
在通訊方麵,也有很大的作用。激光通信是一種大氣空間傳(chuan) 輸的通信方式。它有容量大、保密性好、不受電磁幹擾等特點,但是遇到天氣狀況不好的時候,損耗也很大。所以激光通信通常應用於(yu) 近距離通信,或者是大氣層之外的衛星通信和深空通信等。
激光在工業(ye) 應用方麵最為(wei) 廣泛。在上個(ge) 世紀,科學家就已經發明了激光切割技術,能夠準確高效地對一些不易切割的材料進行切割。除此之外,激光還被用於(yu) 激光玻璃等材料當中。利用激光,科學家還發明了激光傳(chuan) 感器,可以用於(yu) 無接觸的遠距離精確測量等。此外,中國科學家還利用激光進行核聚變,創造除了我國激光核聚變裝置,對中國可控核聚變的研究起了非常大的作用。激光的運用已經遍及生活的方方麵麵。
激光的出現,和許多改變我們(men) 世界的科技一樣,讓人類的生活得到了長遠的發展,極大地改變了我們(men) 的生活,可以說激光是20世紀一項非常偉(wei) 大的發明。
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