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工業(yè)制造

激光與陽光有什么區(qū)別?太陽:來人,斷電

星之球科技 來源:有料科普2019-11-24 我要評論(0 )   

激光我們都見過,或者聽說過,小到玩具游戲,大到工業(yè)設(shè)備與激光武器,這都是源自大小不一,強弱不同程度的激光發(fā)射裝置組成,即

激光我們都見過,或者聽說過,小到玩具游戲,大到工業(yè)設(shè)備與激光武器,這都是源自大小不一,強弱不同程度的激光發(fā)射裝置組成,即使再弱的激光也比太陽光線強,這是為什么呢?


太陽光與激光的不同之處

每種顏色的光都有不同的波長。例如下圖所示,藍(lán)光具有比紅光短的波長。陽光由具有許多不同波長的光組成,我們的眼睛將這種混合的波長視為白光。

激光的波長和太陽不同,激光自然不會發(fā)生,它是由人為創(chuàng)造發(fā)明的。激光產(chǎn)生一束狹窄的光束,其中所有的光波都具有非常相似的波長(下圖所示)。所以這就是為什么激光束非常窄,非常明亮并且可以聚焦到非常小的斑點并強于太陽光的原因了。

由于激光保持聚焦并且不會散開太多,因此激光束可以傳播很長的距離。他們還可以在很小的區(qū)域上集中大量能量,并可以點燃一些物質(zhì)。


激光是如何發(fā)光的

激光的顏色有很多種,典型的紅色激光將包含一個由紅寶石制成的長晶體(介質(zhì)),并在其周圍包裹著一個閃光管。閃光燈管看起來有點像熒光燈,只是繞著紅寶石晶體盤繞,發(fā)射出波長一樣的光線,而這些閃爍頻率一樣的光就是激光了。


高壓電源使電子管閃爍。每次電子管閃爍時,它將能量“泵入”紅寶石晶,使能量以光子形式注入晶體。紅寶石晶體中的原子(綠色的大斑點)通過吸收過程吸收了這種能量。原子的電子躍遷到更高的能級時會吸收能量。幾毫秒后,電子通過發(fā)出光子(小的藍(lán)色斑點)返回到其原始狀態(tài)。這被稱為自發(fā)發(fā)射。原子發(fā)出的光子在紅寶石晶體內(nèi)上下縮放,以光速傳播。這些光子中的每一個光子激發(fā)另一個已經(jīng)激發(fā)的原子。當(dāng)這種情況發(fā)生時,被激發(fā)的原子釋放出一個光子,我們也將原來的光子也帶回來。這稱為受激發(fā)射。甲鏡在激光管的一端保持光子在晶體內(nèi)來回彈跳。電子管另一端的反射鏡將一些光子反射回晶體中,但讓一些光子逸出。逃逸的光子形成非常集中的強激光束,就形成我們所看到的激光了。


激光的利用價值

通常我們所使用含有激光的產(chǎn)品限于激光打印機,條形碼掃描儀和DVD播放器。除此之外被用在精密工具中,可以切割鉆石或厚金屬,以及經(jīng)過設(shè)計之后用于精細(xì)的激光手術(shù)刀。


另外激光也被科學(xué)家用來測量地球到月球的距離,通過測量激光束到達(dá)月球和返回月球所需的時間來計算兩者之間的距離。


由于激光具有增益可變的性質(zhì),只要能做出足夠大的激光發(fā)射裝置,那么激光的能量也會增大,就像一些激光武器一樣不費一槍一彈,能在地面上利用激光摧毀天上的飛機,當(dāng)然這種巨型激裝置最耗費的是電,能量越大的激光耗費的電量就越多,所以一般人即使能造出來,也付不起電費。

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激光器光束
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