一种曾被认为是看不见的死光的光束,后来却发现它有着多得无法计数的和平用途。用它测量地球到月亮的距离,误差不超过1.8米;在金属板上钻一个孔,只需几秒钟。人们还可以用它来传送立体的电视图像、裁剪布料、切割扁桃体。在大多数精密的眼科手术中也有它的用武之地,如焊接断裂的视网膜、破坏眼睛血管中的肿瘤等。
这种光束叫激光,是由激光器发射的。年,对激光的研究是秘密进行的,因为科学家认为它能作为战争的武器。从理论上说,激光能杀死人或击落飞机。所幸发射强大的激光束所需的能量极大,这就排除了它成为破坏性手段的可能性。当然,火炮的测距仪、炸弹的导向都用上了激光,但激光本身并不是有效的致命武器。
激光装置能激发某些物质原子中的粒子,使低能级的原子变成高能级的原子,辐射出相位、频率、方向等完全相同的可见或不可见光。这种光束能穿透物体,并长距离地保持集束状态。兴奋的分子切割分子的主意是查尔斯·汤斯这位哥伦比亚大学的教授首先想出来的。年,当他用兆周的微波轰击气态氨时,发现氨分子受激后活跃起来,形成比外加能量更匀速的流束。
汤斯和他的课题组建造了一台他们称之为“微波激射器”的装置。这是一台高灵敏度的自由干扰无线电放大器,它用于无线电望远镜和太空无线电通讯。但微波激射器只能在部分能谱上运行,于是汤斯把注意力转向接近光频的部分。
光的潜在力
光包括由各种颜色复合而成的可见光和肉眼看不见的红外线、紫外线。汤斯想,如果他激励两面镜子之间的某种原子,它们发出的光就会在镜子之间来回反射,导致大量余存的光被原子释放,形成强烈的光束。年,汤斯发表了上述理论。年,加利福尼亚州休斯研究实验室的年轻物理学家西奥多·梅曼造出了第一台激光器。这台激光器采用红宝石作为工作物质,效率并不高。如今已改用其他物质,最常用的是气体,如氨和氖。
看不见的光线:红外线
红外线研究方面的新进展,使天文学家有可能测量火星上的大气的浓度,使医生更容易诊断癌症,使探险者在极地考察时能有更好的仪器。红外线是不可见的光。它位于光谱上红色光的外侧。它的存在早在年就为人所知了。当时一位名叫威廉·赫谢尔的英国天文学家用温度计测量色谱,当他把温度计移到红色带的边沿时,温度计的读数升高了。他把温度计挪出红色带,放在没有显示光存在的地方,温度计的读数反而升得更高
赫谢尔爵士知道自己发现了一种新的光,它是肉眼看不见的,但能被温度计觉察出来。他命名它为红外线,意思是说它在红色光的下方。红外线得到实际运用只是近些年的事。本来太空署有一个用降落伞在火星登陆的计划,后来通过卫星进行红外线扫描,发现火星的大气太稀,不能软着陆,于是这个计划就打消年,英国的医生们发现,乳房癌的温度略高于正常的组织。这个发现导致医学红外线照相机(或称自自记温度计)的诞生。它广泛地用于诊断癌症,判断烧伤的深度,以及找出中风的前兆。
科学家们用红外线来检查北极服装的保温效率,发现在衣服的拉链外最会丧失体温。多亏有了热摄影术,如今极地工作者们穿得更暖和了。