神通广大的激光

　　激光是现代生活中相当重要的一部分，并且它们也将照亮我们的未来。和所有重大的发现一样，激光的发现也起始于一丝灵感。

　　一丝闪亮的灵感

　　1951年，美国科学家查尔斯•H•汤斯在华盛顿的

　　一次学术会议上。

　　我试图产生一种高能量的无线电波用以研究原子的结构。

　　太吸引人了。

　　那天晚上汤斯难以入睡，他的脑海里在反复考虑这个问题，第二天早上天还没亮他就起来去散步了。最后汤斯坐在公园的长椅上，寻找着灵感。

　　突然他找到了答案！汤斯飞快地将他的想法潦草地写在一个旧信封的背面。要是你能使原子高速振动并且阻止光子逃逸，你就能制造出一束高能量的光线。因为无线电波是由光子组成的，你就可以用无线电波做同样的事情。

　　后来汤斯发现那天清晨他坐过的长椅正好位于著名的发明家亚历山大•格雷厄姆•贝尔(1847—1922)家对面，汤斯觉得惊奇，是否是已故科学家的在天之灵在精神上帮助了他。后来汤斯意识到可以使用光代替无线电波。通过汤斯和他的妹夫阿瑟•洛的共同努力，1958年，他终于弄清了激光的工作原理。他甚至是吃午饭时创造了“激光”这个名字。但对于怎样充分发挥激光的用途却想得很少。汤斯后来说道：

　　当时我确实不清楚……激光会有这么惊人的应用！

　　对那个时代的科学家来说，创建一个激光器在技术上是一项既令人兴奋又富有挑战性的工作。

　　1960年，另一位美国物理学家西奥多•梅曼利用汤斯的设计制成了世界上第一个实用的激光器。

　　1964年，汤斯和两位俄国科学家尼科莱•巴索夫以及亚历山大•普罗霍洛夫一起分享了诺贝尔物理学奖。这两位俄国科学家在同一时期分别拓展了激光的应用领域。

　　那是一种天赋！

　　有趣的附言

　　实际上汤斯并不知道，关于激光的想法，甚至可能激光这个名字早在1957年就为另一个美国科学家戈登•古尔德提出来了。不幸的是，古尔德并没有发表他的理论，他也没有及时申请专利，所以他错过了获得这一荣誉的机会。

　　激光防御系统

　　激光有很多用途，其中由美国军方发展的一个用途就是用激光防御系统击落敌方的导弹。听起来很让人激动？噢，这里有一个关于怎样使用激光防御系统来保护你的学校不受敌人侵犯的方案。

　　紧急健康警告

　　1.激光可以灼伤人的肌肉，不要把你的激光直接对着任何靠近的老师或任何没有防卫能力的动物。

　　2.这种激光有巨大的破坏性，要是你答应使用激光系统保护你的学校，你只读这一部分就可以了。在星期一上自然课之前，不要让你们学校的房子被激光蒸发掉。

　　怎样制伸你自己的激光防御系统

　　绝密档案——别让老师知道！

　　第一步——准备原材料

　　要建立你自己的激光防御系统，你需要：一个电源。一个内壁排满镜子的盒子，在一端放置一面部分涂银的镜子，以便让激光顺利通过。产生光的物质(红宝石棒就可以做到)。一桶水。

　　你还需要：一名飞行员和载有由计算机控制的高灵敏度热量检测系统的喷气式飞机。

　　(你可以从当地的空军基地借到这些东西。)

　　没问题，儿子，一杯茶的工夫就可以回来了。

　　第二步——准备你的激光器

　　1.将红宝石放在盒子里，并把它和电源连接起来。

　　敌人的飞机正在孩子们的操场上盘旋，快点，金肯斯！

　　2.好，这就是你期待已久的时刻，按下电源开关。

　　3.红宝石中的原子受到电流的激发，发出红色的光子，这些光子在镜子的反射下又反过来撞击红宝石，从而产生更多的光子。

　　4.最后当光子的强度达到一定程度时，闪烁的光子则穿出盒子成为一束可以致人眼盲的激光。

　　4.所有这些能量可以使你的红宝石的温度迅速升高，要是你的机器有过热的迹象，只需要浇一些水上去就可以了(一般激光器本身都设有水冷却系统)。

　　激发出的光子

　　激动的科学家

　　第三步——怎样击落导弹

　　1.让你的飞机在半空中飞行，并且观察将要来袭的导弹，你便可以用机载的红外探测装置来跟踪从敌方导弹尾部发出的热量。

　　2.当你已经确定导弹的位置时，便可以将激光器瞄准导弹的燃油箱，尽可能使光束稳定几秒钟，激光的热量将会熔化导弹的一侧并使之在空中燃烧爆炸，你就此拯救了你们学校！

　　干得好！金肯斯，我确信这学期你一定会获得好成绩。

　　加速的信号

　　别忘了光是非常快的，激光也是那么快。

　　•在0.14秒内，你发射的激光信号可以环绕地球一周。

　　喂！我告诉过你让那激光器离我远点儿！

　　好的，我已经做到了，我让激光环绕地球一圈后才射到你的展股上。

　　•2.5秒内你可让激光在地球和月球间往返一个来回(在20世纪60年代，美国科学家用激光测距法，通过对信号计时准确地测量出地球和月球间的距离)。

　　•激光可在3分钟内到达火星(火星人的回答也可以在3分钟内返回)。

　　这里是地球……你们火星上有什么吃的东西吗？

　　是的，地球人——有火星巧克力棒，火星小杏仁饼，火星产的棉葵。

　　但激光信号是不会与外星人聊天的，你只能和你的朋友们用这些来胡扯。是的——你随时可以打电话和他们聊天。

　　激光传声

　　当你打电话时，你的话机是与一根光缆相连接的，其工作原理与将激光信号变成声音的CD机正好相反。

　　电脉冲转换成光信号

　　光信号在光缆内壁来回反射，直至到达另一端

　　我们的声音被转换成光信号了，密欧德！

　　一根光缆中有数千条光纤维 光信号转换成电脉冲信号

　　你尽说废话，贝蒂，那根本没超作用！

　　麦克风把你的声音转换成电脉冲，激光器再将这种电脉冲转变成激光信号，激光信号可以在光缆中飞速地传递。

　　而在光缆的另一端，这一过程正好是相反的，你可以在耳机里听到声音。

　　因为光传播得实在是太快了，它在一秒钟内可以反射几十亿次，所以光信号在光纤中传递只要眨眼的工夫。此外，你可以在一根光缆中埋入上千根光纤。

　　你肯定不知到！

　　科学家们断言，未来的一根光缆可以容纳现在地球上所有的电话以及广播和电视节目(是的，当然包括你那爱唠叨的奶奶来的长途电话)。

　　迄今为止出现的光纤与未来的宏伟发展相比还是微不足道的，可它的未来究竟是怎么样的呢？让我们来看一下水晶球……

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