激光筆在日常工作生活中用途廣泛,或被作為上課講解PPT時的指示器,或被當作遠距離準确指示建築物的标識器,或被當作玩貓達人的逗貓神器。而大功率的激光筆可以引燃易燃物,從而引發火災。此外,激光筆也不宜直接對着人的眼睛照射,否則會造成不可挽回的傷害。
激光筆可以輕松照亮牆壁、天花闆,留下明亮的“小光點”。那麼,它究竟能照多遠呢?能照到月亮上去嗎?
玩過激光筆的時候人會發現一個問題:照射越遠的物體,光斑的面積就越大,顔色也會越暗淡。這是因為,激光雖然是高度準直的光線,但依然會随着傳播距離的增加以及空氣的散射而逐漸發散,亮度也會逐漸減弱。
我們以常用的筆形激光筆為例,它的功率大約是5毫瓦(0.005瓦)。在距離它100米的地方,激光光源看上去就像在0.91米外看一個100瓦的燈泡,非常刺眼。把距離拉遠一些,如果在約12000米晴空的高空中觀察它發出的光,激光筆的光點将和月亮一樣明亮。
再在更遠的地方觀察一下?如果有機會上國際空間站的話,地球上往空間站發射的激光筆亮度會降到和夜空中最明亮的星星差不多。因此,激光筆雖然理論上可以照射到無窮遠,但實際上肉眼可見的傳播距離大概最多隻有幾百公裡。那麼,激光筆還能照射到月球嗎?前面都說了,理論上,激光筆發出的光可以照射到無窮遠。地球與月亮的距離約38萬公裡,假設在萬裡無雲的情況下,就算有地球大氣層的影響,激光還是會妥妥地照射到月亮上,但是這個光點的散布的面積會有些大,差不多是一個中小型城鎮以上的大小了,而黯然無亮度的光斑是根本無法用肉眼雲看清的。所以,激光筆雖然可以照射到月亮上,但是想用激光筆當光源“照亮”月亮是不可能的事。
那麼如果用地球上最尖端的激光發射裝置或是用軍用的激光武器能照亮月亮,形成一個接近太陽一樣的新光源嗎?
出于安全性考慮,民用激光器的功率往往很低(一般不超過1瓦),而軍用激光武器的功率則要高得多。軍用的激光武器的威力還真可以有,但是基于其軍事用途,大多數安裝在戰機或是單一裝置上,對于單個或多個激光武器的總功率遠遠達不到照亮月亮的效果,按目前最先進的單個軍用激光器的功率計算,需要50億台裝置集束同時射向月亮才行,這個消費是地球上任何一個國家都承擔不起的。
那麼尖端的國家級實驗用的激光器有沒有呢?還真有!以日本大阪的快速點火試驗平台(LFEX)為例,它發射的紫外激光的功率能達到一千萬億瓦,大概是全球發電能力的一千倍。這種裝置通常被用于核聚變等領域的實驗。如果有同樣功率的可見光激光器,隻需要一台,我們就可以把月球照得和平時一樣亮。可惜的是LFEX的激光每次隻能發射1皮秒(萬億分之一秒),即使我們能看到紫外線,也來不及捕捉月球被照亮的瞬間。這多悲哀啊,好不容易集中炮火“轟”一下,但是效果都沒被眼睛捕捉到就結束了。
腦洞再大一點,如果我們再次不計成本,讓全世界76億人每個人都擁有一台類似日本LFEX的超級激光器,同時照向月球,會發生什麼呢?這束光在離開地球之前會先将大氣層加熱為等離子體,随即地表開始燃燒。照射到月球後,月球将比平常明亮幾千倍,月球表面的岩石将在2分鐘之内被加熱到白熾狀态。
這個很爽是吧,都可以把月亮給“熔”了。但是!這還是大白天的異想天開,因為我們的科技如果真能進化到人手一台超級激光器的話,應該不會滿足于拿月亮當耙子打着玩......
來源:上海科協
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