在一些旅游景区,尤其是在晚上的时候,总能够看到兜售激光笔或者儿童激光枪的商贩。但是,这些激光笔、儿童激光枪都不是安全的儿童玩具,质检总局网站早在2014年就发布过此类产品的质量安全风险警示和消费提示。激光笔是一种演示类激光产品,带有激光器装置。儿童激光枪是指带有激光器的玩具枪产品。一般来说,激光器里产生的激光都有强弱不等的破坏力。
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那么,激光到底是什么呢?要弄清楚这个问题,先要了解几个物理学上的概念。按照玻尔的原子结构理论,原子里面的电子都有它们特定的轨道,电子待在不同的轨道,意味着原子有不同的能量状态,也叫能级。激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦,1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论“光与物质相互作用”。爱因斯坦认为在组成物质的原子中,有不同数量的电子分布在不同的能级上,在高能级上的电子受到某种光子的激发,会从高能级跳到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光。在某种状态下,还能出现一个弱光子激发出一个强光子的现象,这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。
(来源:ytb.io)
- 1958年,美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象:当他们将氖光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳、始终聚在一起的强光。根据这一现象,他们提出了“激光原理”,即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时,都会产生这种不发散的强光(激光)。
- 1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。
- 1960年7月7日,西奥多·梅曼宣布世界上第一台激光器诞生。
梅曼和他制作第一台激光器(图源:sculpteo.com)
激光的能量密度很大,能够在短时间里聚集起大量的能量。也正因如此,导致激光的威力非常巨大,甚至可以用来作为武器使用。当然,这就意味着如果使用不恰当的话,激光将会给我们带来不可恢复的伤害。
对人体来说,激光最容易伤害的就是我们的眼睛,激光能烧伤生物组织,尤其对视网膜的灼伤最多见。因为激光束能通过眼自身的屈光系统在视网膜上聚焦成一个非常小的光斑,使光能高度集中而导致灼伤。激光聚于感光细胞时产生过热,而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤,一旦损伤以后就会造成眼睛永久失明。远红外激光对眼睛的损害主要以角膜为主,这是因为这类波长的激光几乎全部被角膜吸收,所以角膜损伤最重。(图源:sohu.com)
正是因为激光具有这样的潜在危险,无论是激光笔还是儿童激光枪,这些玩具的使用主体都是孩子,孩子的危险防范意识都相对比较弱,自我保护意识也不强。所以,如果有可能,我们并不希望孩子们玩这样的玩具,即便是要玩,也必须要保证这些玩具发出的激光能量在最安全的范围之内。而且,一定要教育孩子:即便是最低能量的激光,也绝对不要把激光对着眼睛照射。激光的出现,是人类技术进步的体现,也是人类智慧的结晶。在激光诞生之后,已经在人类生产生活的很多领域大展身手。
激光的颜色取决于激光的频率,而频率取决于发出激光的活性物质,即被刺激后能产生激光的哪种材料。刺激红宝石就能产生深玫瑰色的激光束,它应用于医学领域,比如用于皮肤病的治疗和外科手术;刺激氩气能够产生蓝绿色的激光束,它的用途有很多,如激光印刷术,在显微眼科手术中也是不可缺少的;半导体产生的激光能发出红外光,它恰好能“解读”激光唱片,并能用于光纤通讯。利用激光来切割金属是激光的一个很重要的用途,由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。除此之外,激光切割还具有切割效率高,不存在工具磨损,切割材料的种类多等优点。光纤
在现实生活中,激光的用途确实很多。除了激光切割之外,还可以将激光利用于焊接,用于医学上的治疗,用激光来打孔等。另外,激光通信、激光成像、激光涂敷、激光热处理、激光打标等,都是激光大展身手的地方。其实,本文开头提到的激光笔,在教学、会议、汇报、引导等事务中都是可以发挥很好的作用的。但是,不管到什么时候都要牢牢记住:不要将激光对着眼睛,不管是自己的还是别人的。科学技术是一把双刃剑,在享受激光给我们带来的种种便利时,一定要有安全意识,防范它可能带来的伤害。