疯狂的激光

2015-05-29 18:59尉皓藤
发明与创新·少儿天地 2015年6期
关键词:鹌鹑脉冲降雨

尉皓藤

激光是20世纪以来人类继原子能、计算机、半导体后的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”和“最亮的光”。

它的本领可大了,可以帮助人们焊接、切割、做手术、扫描、打孔等。而且,基于它强大的功能,人们进一步开发,让它有了越来越多的用武之地。

谁说只有碘化银等催化剂能催化降雨,激光也能打入老天爷的“心脏”,当小小的“降雨师”呢。

瑞士日内瓦大学的光学物理学家卡斯帕里安和他的同事最先发现激光的这种本领。他们先在实验室里进行测试。

一开始,他们选择了一个空气中含有大量水分子的隔离间,然后向内射击高能激光,结果发现隔离间内很快凝结了大量水珠。

原来激光光柱在射击时,将自己周围的氮气和氧气分子电离了,而这些被电离后的分子起到了凝结核的作用,水滴也就自然而然地生成了。

之后,他们又在室外进行了试验。

他们直接用激光射击云朵,结果发现只要云朵本身含有的水分较多,就能成功地使水汽凝成水滴,形成降雨,增加降水量。

虽然目前这种用激光降雨的技术并不成熟,还有许多问题亟待科学家们探索解决,但是一旦研发成熟,就会替代现有的化学人工降雨法,发挥无穷的威力。

隐身是相当酷炫的一件事。我们利用光的散射、折射或使光弯曲等原理可以实现隐身,但需要披上一层特殊的感光材料,比较麻烦。

于是,英国伦敦帝国学院的克里斯·菲利浦斯教授想到了找激光帮忙:利用激光改变物体的感光模式,从而让物体隐身。

这项技术的具体原理是怎样的呢?

首先我们要知道为什么可以看到物体。因为有光的存在,光线照射到物体表面,一定波长的光子会被吸收,而另外一部分没有被吸收的光子则被反射出来,在我们眼中形成图像。

激光也是光,但不同于普通的光源。菲利浦斯教授制作“耦合激光”,即将几种激光相互作用形成的光束投射到一个物体上。这束光不会被物体反射或折射,从而让我们看不到物体。

如果将这种技术应用到现实生活中,人们就可以轻松地使家里贵重的物品隐形,不被坏人发现。魔术师也有了更方便有效的魔术手段。

遗憾的是,目前这种技术只能在实验室中实现,因为制作“耦合激光”需要大量不同波长的激光以及数百万瓦功率的电源,造价高昂到令人瞠目结舌。你要想体验用激光隐形,就得耐心等待哦。

如果说用激光进行人工降雨或者隐身都不够刺激,那么用激光控制生物的心跳频率怎么样?

科学家选用发育两三天的鹌鹑胚胎做实验。这些胚胎的心脏只有2立方毫米大,从本质上说,还是一团细胞,没有形成四腔室的心脏结构。

他们利用光导纤维将激光脉冲发射到距离鹌鹑胚胎只有50厘米的地方。令人惊奇的是,当激光被激发后,鹌鹑胚胎的心跳频率由每1.5秒一次变成了1秒钟两次,比之前快了两倍。

更神奇的是,鹌鹑胚胎心跳的频率与激光的脉冲频率一致,也就是说,科学家完全可以通过调节激光的脉冲频率控制胚胎的心跳。

我们知道,有一些孩子在胚胎时期就患有心脏病,他们的心跳频率与健康的孩子有所不同。如果能够通过激光改变其胚胎时的心跳频率,让他们适应正常的心跳节奏,或许真的能够使这些孩子在出生后像正常的孩子一样拥有一颗健康的心脏。

激光的妙用真是数不胜数,在不久的未来,科学家一定还会研究出更多让我们惊叹的成果。如果你也对激光感兴趣,不妨自己动手,去发现激光更多的奥秘吧!

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