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用激光笔能照亮月亮吗?_1
作者:佚名发布时间:2020-02-14 02:48

用激光笔能照亮月亮吗?



激光笔在日常生活中用途广泛,更是许多人的童年回忆。“激光笔,亮闪闪,按一下,照得远……”




激光笔可以轻松照亮墙壁、天花板,留下明亮的“小光斑”。但是它究竟能照多远呢?能照到月球吗?我们能不能用激光把月球“照亮”呢?今天我们就一起来探究一下。




激光笔能照多远?



激光笔(Laser pointer),又称激光指示器,是将半导体激光模组(激光二极管)设计、加工、封装制成的便携激光发射装置。


大家使用激光笔的时候一定有过这样的经验:照射越远的物体,光斑的面积就越大,颜色也会越暗淡。




不难发现,激光虽然是高度准直的光线,但依然会随着传播距离的增加以及空气的散射而逐渐发散,亮度也会逐渐减弱




我们以常用的笔形激光笔为例,它的功率大约是5毫瓦(0.005瓦)。在距离它100米的地方,激光光源看上去就像在0.91米外看一个100瓦的灯泡,非常刺眼。




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离远一些,在约一万两千米高空中飞行的飞机上观察它发出的光(假设没有云雾的干扰),激光笔的光点将和月亮一样明亮。




在更远的地方观察,比如国际空间站,激光笔的亮度会降到和夜空中最明亮的星星差不多。




因此,激光笔虽然理论上可以照射到无穷远,但实际上肉眼可见的传播距离大概最多只有几百公里




激光笔能照亮月球吗?



国际空间站距离地面的平均高度345公里,而月球距离地球约有38万公里




如果用普通激光笔照射月亮,除去大气层的阻挡,发射出的光还是能到达月球表面的,只是这些光将散布在巨大的面积上,形成硕大而黯淡的“光斑”,无法被人眼辨识


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所以,“照亮”月球和“照到”月球,可是完全两码事。激光笔可以照到月球没问题,但留下的光斑已经几乎无法被我们看到了。


想要照亮月球,我们的对手是太阳——一个巨大无比的热核聚变反应炉。太阳每秒钟将400亿吨的物质转化成能量,相当于一千万亿颗氢弹同时爆炸




虽然月球距离太阳极为遥远(大约是地月距离的400倍),太阳对月亮的辐射功率还是远远超出了我们手中的激光笔。




根据计算,即使全世界所有人同时拿着激光笔照向月亮,光斑亮度依然不及月光本身的亿分之一。




看样子,单靠激光笔是无法照亮月球的。所幸,我们有许多比激光笔强大得多的激光发射器。


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如何用激光照亮月球?



出于安全性考虑,民用激光器的功率往往很低(一般不超过1瓦),而军用激光武器的功率则要高得多。




早在上世纪60年代,人们就已经研制出激光制导导弹。随着激光器技术的发展,激光逐渐从“领航员”变成了武器本身。




如今,激光武器以其灵活便携、安全高效、造价低廉而广受关注,被认为是未来战场上的关键技术之一。




美国空军曾经用一架装备了“兆瓦级”化学碘氧激光器YAL-1的747大型喷气机成功击落了两枚测试用导弹。


YAL-1的平均功率达到100kW以上,每次只能发射3-5秒,足够对100公里之内的任何目标造成杀伤。




如果不计造价的话,使用50亿台YAL-1同时照射月球,我们就能在几秒钟内让月球达到平常的亮度,将残月照成满月。




可惜的是YAL-1发射的是红外线激光,人眼无法看到,要欣赏人造“满月”,还要再佩戴红外线观察设备。




我们不妨再大胆一点。目前全世界最强的激光装置是位于日本大阪的快速点火试验平台(LFEX),它发射的紫外激光的功率达到一千万亿瓦,是全球发电能力的一千倍。


这种装置通常被用于核聚变等领域的实验。如果有同样功率的可见光激光器,只需要一台,我们就可以把月球照得和平时一样亮。




可惜的是LFEX的激光每次只能发射1皮秒(万亿分之一秒),即使我们能看到紫外线,也来不及捕捉月球被照亮的瞬间。




如果我们再次不计成本,让全世界每个人都拥有一台LFEX的超级激光器,同时照向月球,会发生什么呢?




这束光在离开地球之前会先将大气层加热为等离子体,随即地表开始燃烧。




照射到月球后,月球将比平常明亮几千倍,月球表面的岩石将在2分钟之内被加热到白炽状态


好在我们的技术无法提供如此庞大的能量,这样的实验只能停留在想象中。总的看来,用激光照亮月亮依旧是一个难以实现的愿望。




值得注意的是,高能激光器虽然能量巨大,但它有着严格的使用规范、专业的操作人员,通常比较安全;反而是日常使用的激光器容易引发危险。




2016年国家质检总局经专项调查和监测发现,存在较大安全隐患的儿童类产品中,激光笔位列第一。




手电筒式的激光器(通常功率1瓦左右)已经可以引燃衣物、灼伤皮肤;最常见的5毫瓦激光笔如果不慎照到眼睛,也会留下永久性的视力损害




关于激光笔的内容,就先和大家分享到这里。激光虽然好用,但安全也要常记心间。


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