红色的光照了一下几秒眼睛下面红色斑块很痒有什么影响

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哪种灯光最安全?紫光有伤害 黄光最养眼
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  闪烁不能与健康画等号 买发黄色的灯不会有错
  选灯选的不光是亮度,更是安全。记者 宋宁 摄
  中国江苏网11月1日讯 打开手机相机功能对着灯,如果屏幕上灯光有条纹闪个不停,就表示灯不好,对眼睛伤害大?买灯时,一些在行的销售人员会对熟客给出这样的建议,并掏出手机现场试验有无“屏闪”,眼见为实。这个简易实验是否科学,有闪烁的灯光对眼睛伤害真的大吗?眼科专家给出了否定答案,闪烁不能与健康画等号,买发黄色的灯不会有错。
  有此一说
  灯如果不好
  用手机相机里会闪烁?
  灯光对眼睛是否有伤害,伤害程度有多大,对于这方面很多人都不是很了解。前几天,马先生去给刚上小学的儿子买灯,一位做灯具的朋友传授了他一个诀窍判断灯的好坏。朋友的秘诀是,打开手机照相功能对着灯光,不要拍照,只需对着灯就行,观察屏幕里的灯光是否出现条纹状闪烁。如果有条纹状闪烁,就表示这个灯不好,对眼睛伤害大。反之,则表示这个灯品质好,对眼睛没有伤害。
  按此方法,马先生在灯具市场寻觅良久,买了款白光的LED灯发现不闪。日前,马先生将自己的这个诀窍在办公室进行了发布,同事用手机对着灯一同照,发现还真有那么一回事。
  不论是白炽灯还是节能灯,以及荧光灯,都出现了条纹状的闪动,就像电视镜头里出现电脑时,我们看到的电脑屏幕上会有一个个长条一样。
  科学解释
  人眼看不到
  手机里看到的是“屏闪”
  手机相机捕捉到的这种闪烁引起了很多人的兴趣,大家很好奇,为何手机里能看到这种条纹状的闪烁,而眼睛却看不到?
  “交流电的屏闪现象,”金陵中学物理特级教师陈老师告诉记者,之所以出现这种现象,在于交流电放电时会随着时间出现大小、方向等的周期性变化,电压在峰和谷之间来回调整。由于其频率快,一秒钟闪烁在100次左右,人眼观察不到这种变化。但是对于相机而言,其不仅灵敏度高,能捕捉到这种变化,而且随时处于拍摄的待命状态,于是便被动地跟着灯光的屏闪而不停地变化,以捕捉镜头随时准备拍摄。这就出现了一个有趣的现象:相机刚抓住灯光变化的一个瞬间准备拍摄,这时灯光又变了,于是相机就又不得不重新聚焦,如此往复,出现了手机上条纹状的屏闪。
  专家说法
  屏闪判断灯光不靠谱
  那么,这个实验是否真的揭示了灯的好坏呢?没有屏闪的就表示对眼睛没有伤害?对此,南京市中西医结合医院眼科主任夏承志明确表示,这个实验不靠谱。
  “评价灯光对眼睛是否有伤害,标准不是有无闪烁,而是取决于光线的光谱。”夏承志解释说,通常,频率在50赫兹的灯,也就是每秒闪烁超过100次的,人眼就感觉不到这种闪烁了。只要灯没有坏,没有出现肉眼可见的闪烁不停,就不能简单地说它对眼睛没有危害。
  他进一步解释说,光线对人眼的伤害取决于光谱,其中,对眼睛伤害最大的是紫光,比如小区里安装的杀灭蚊子的紫光灯、电焊时发出来的弧光等、紫外线光等,这种光对眼睛伤害最大,长时间照射眼睛容易出现急性损伤,导致角膜上皮脱落,一些老年黄斑变性也与过于暴露在紫外线光照下有关。其次,是红光,像炼钢工人在炼钢炉里见到的暗红色的火苗。
  而这些对眼睛伤害大的光,在日常生活使用的灯光中是否含有,并不是靠在相机里是否闪烁来判断的,需要通过棱镜才能观测到。
  这是真相
  最养眼的灯发是黄光
  “其实,日常生活中,对眼睛伤害最小的灯光,是黄光。”夏承志举了一个例子说,“就像以前家里用的灯泡,也就是所说的白炽灯,发出微微的黄光。虽然它不环保,90%的能量转为了热能,只有10%转为光能,因为不节能逐渐被淘汰了,但对保护眼睛而言,它却是伤害最小的。”
  夏承志说,黄光是既能让眼睛感觉到视觉信号,又对眼睛伤害最小的一种光谱,是最健康、最养眼的光谱,除此以外,不论是紫光、白光还是蓝光等等,对眼睛都有或大或小的伤害。从这个意义上来讲,大家选择一款灯,其实最关键的是发出黄色柔和灯光就行了。
  他同时提醒,眼下,护眼灯都打着护眼的旗号,但是否真的护眼要打个大大的问号。而判断的方法就是选发出黄色光的护眼灯。
  ■提醒
  选对光是第一步,台灯如何摆放同样重要
  在专家眼里,选对灯光只是第一步,台灯如何摆放,坐姿是否科学,也十分重要。因为,这些因素同样也是视力疲劳、近视的推手。
  夏承志告诉记者,买回来一盏台灯,不是随便在桌子上一放就OK了。对于大多数右手握笔的人来说,台灯最好放在自己的左前方,这样,握笔写字的时候,就毫无遮挡。如果放在右前方,因为握笔的手遮挡,会在纸上形成阴影。这样,眼球就需要调节焦距来看清,容易视觉疲劳,诱发近视。相反,对于一个左撇子而言,这时,台灯就应该放在右前方,写字时灯光才不会被握笔的手遮挡。
  另外,在灯光下看书学习,坐姿也有讲究。一些近视眼患者,学习坐姿不正确起了很大的“推动”作用。规范的要求是:眼要离书本一尺远,胸要离书桌一拳远,手要离笔尖一寸远。
  ■延伸阅读
  各种灯光大PK
  昨天,夏主任为记者揭示了市面上各种不同类型灯光对眼睛的影响。
  白炽灯(灯泡):不节能,但对眼睛没有伤害。
  荧光灯(电棒管,日光灯):发出的光主要是白光,反光太强,看得久了,容易引发视觉疲劳。如果纸张也是白色的,会产生强烈的反光,孩子长时间使用,容易近视。如果办公环境、办公文件为黄色的,可以有效代偿,减缓视觉疲劳。
  节能灯:打着这个旗号的太多,发出白色光的不利于眼睛,其实用棱角镜观察,里面有紫光的成分。
  LED灯:节能是一大特点,短时间使用问题不大,长时间使用,对眼睛也不适合。
  综合种种灯光,各有利弊,老百姓该如何选择对眼睛伤害最小的灯,答案也就很明确了。夏承志说,其实很简单,选择发黄光的灯就可以了。
作者:&&编辑:贾晓君&&
因为张柏芝而备受关注的张柏芝妈妈,本...
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只因多看了你一眼就让激光闪坏了眼(图)
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激光笔虽然具有危险性,但在市面上很容易买得到  近日,不少人的微信朋友圈被“10岁娃只看了一眼就永久失明”的帖子刷了屏,武汉一男孩因看了几秒钟激光笔而失明的消息震惊了众多当爹妈的网友,大家纷纷相互提醒:珍爱眼睛,远离激光笔。“我家孩子前段时间就买了支激光笔玩,小的那种,也这么危险吗?我倒是告诉他一定要避开眼睛,但孩子玩的时候,哪能注意到这么多。”太原市民张女士说。任女士刚给孩子买了把玩具枪,上面有红色光的瞄准射线,她不知道这束光算不算激光,为了保险,只好先弄坏再说。
  激光的威力真的如此之大?对成人是否也有伤害?5日,本报记者采访光学专家、眼科专家得知,市面上的激光笔对眼睛几乎都会造成伤害,有些甚至可称之为“武器”,所以用的时候一定要戴防护镜。
  记者调查
  俩成人被激光伤了眼视力骤降且不可逆转
  激光笔到底会不会像网上所传那样伤害眼睛呢?记者采访了省眼科医院和太原爱尔眼科医院的医生,得知确实有病人是被激光笔伤害了眼睛。其中,2014年,太原爱尔眼科就收治了两位这样的病人。
  据太原爱尔眼科的医生介绍,2014年收治的两位病人中,其中病情较重的是一位20多岁的小伙儿。他是一个企业的员工,当天公司在做培训,讲课者用激光笔当教鞭进行指示。可能没注意,激光照进了他的眼睛里。当时,小伙子就觉得视力有些模糊,到医院一检查,发现被照眼睛的视力降至0.4,而他的视力以前是正常的。另一位患者是位48岁男子,是被院里的小孩子玩激光笔时不小心晃到了眼睛,到医院后检查,视力降到了0.8,之前,这位男子的视力也是正常的。
  太原爱尔眼科眼底门诊副主任医师姜剑告诉记者,这两名患者都是被激光灼伤了眼底黄斑,视锥细胞坏死。“视锥细胞死了不能再生,所以这种伤害是不可逆转的。这种病患的治疗,主要是摄入抗氧化剂药物治疗,尽量减少细胞损伤。但已造成的损伤不可能好了。”
  激光笔很容易买到不少孩子当玩具玩
  激光笔对眼睛伤害这么严重,在市面上容易买到吗?记者走访了省城几家学校周边的文具店、小商店,家家都有卖,有不少店家还把激光笔放在一进门的柜台里,或者挂在门上,特别醒目。“是上课用吧,用一束光的那种就行,买贵的还是便宜的?”在一家文具店,店主介绍,激光笔有8元一支的,也有90多元一支的。怎么价钱差这么多?店主的解释是方便、漂亮、好拿。对于功率上的区别,店主说他也不清楚。记者买了个便宜的,发现商标只有英文说明,功率是5毫瓦。记者仔细辨识,发现了一行“danger,avoid direct eye exposure”,大意是“危险,激光辐射避免眼睛直接暴露”。
  在记者走访的商店里,只有一家店主提醒记者,激光会伤害眼睛,使用时需要避开。其他家店主介绍激光笔时,就好像只是一件普通文具。
  买激光笔的孩子多吗?记者随机采访了5名小学生,其中两个孩子购买过,另外3个都见过同学玩。“这叫‘红外线’。”一个小学生摆出“专业范儿”对记者说,“这个‘红外线’可以逗狗玩啊,有时候同学会相互晃着玩儿。”另一个小学生说,他们班有同学在上课时,趁老师不注意,用激光笔照老师或者照黑板。对于是否知道激光可能会导致失明,记者问到的几个孩子都没听过。
  网上卖的种类繁多有的还能“打鸟防身”
  记者在淘宝、当当等几家购物网站上搜索激光笔(手电),产品有几十万件,功率都可以定制,基本在5毫瓦到几千毫瓦之间。
  “秒点火柴、打鸟防身、塑料刻字”“远射11800米”“为TA制造流星雨。满天星光,唯美烂漫,星光流转,梦幻童话”……在淘宝卖家的介绍里,激光笔可以用于学校课堂、户外探险、建筑工地指挥、商务会议讲解等等,堪称居家旅行必备神器。
  除了像记者买的那种最简单的,价格20元以上的激光笔会配有多个花头,除了单点直线外,还有满天星等多种图案。百元以上的激光笔套装中,还会带有防护镜。
  多数卖家在宝贝详情里提醒:“禁止直射眼睛,否则可能致盲”或“严禁对人照射,严禁随意放置使小孩触碰”。虽然激光笔的功能看似有些危险,但这并不妨碍人们热情购买,销量最多的一家店里月售8000多件。在评价详情里,记者看到标注“人群”的一千多评价里,多半都写着孩子喜欢,“儿子很喜欢,特别喜欢玩”“调好后十几秒火柴就点燃了。”还有为“手电非常好,能射很远穿透力也很强,小朋友开心得不得了。”
  专家说法
  光学老师:
  激光的特性决定了其威力
  为啥激光威力这么大?山西大学光电研究所的郑老师说,这是由于激光的特性所决定的。
  激光除了亮度本身比一般光线高外,方向性也非常好。郑老师以太阳光做对比,“太阳发出来的光,总的能量是很大的,但为什么还没有激光的损伤大呢?因为太阳光是分散的,而激光仅指向某一方向,激光的光聚焦后,在很小的单位面积上的功率非常高。”
  另外,激光的单色性好,也就是说只有单独的某一种颜色,集中在某一个波长。所以,人们看到的激光多是红色、绿色、蓝色等。“其中,人们的眼睛对绿色最为敏感,同样功率的光,视网膜对绿色吸收更多,看着也最亮。”郑老师说。
  眼科医生:
  黄斑区受伤严重可致失明
  激光伤害眼睛主要是因为损伤了黄斑,那黄斑是什么?省眼科医院视光科的冯恬枫大夫告诉记者,黄斑位于视网膜中央,与眼底视神经仅相距2毫米,负责视觉和色觉的视锥细胞就分布在该区域。黄斑是最敏感的区域,能不能看清东西全靠黄斑区。人的眼球像凸透镜,激光的光点平行射出,照射到眼球上时,就可能折射到眼底的黄斑区。激光本身有热效应,会杀死黄斑上的视锥细胞,降低光斑分辨力,因此影响视力。如果眼睛直视的激光功率大、时间久,就可能因视锥细胞坏死过多而失明。
  为什么激光笔伤害孩子的病例更多?姜剑说,除了孩子自控力差,可能乱照扫到人外,还因为孩子的眼睛不像成人有自我保护机制,会不由自主地追光。“人们看东西是黄斑和物体形成两点一线,所以当人看到激光时,很容易就对上黄斑。”姜剑说,所以要避免激光伤害,最好方法就是不要接触,“如果使用大功率激光笔,一定要戴防护眼镜。500毫瓦以上的激光甚至都可以当做武器了,能令人瞬间眩晕甚至晃瞎眼睛。”
  冯恬枫提醒,如果需要购买激光笔,一定要注意其功率,购买安全范围之内的,不要图新鲜好玩购买大功率激光笔,以免造成意外伤害。
  相关规定
  玩具中的激光器功率不能超过0.4毫瓦
  市面上可以随便销售激光笔吗?记者联系了省质监局、太原市工商局,工作人员均表示对激光笔销售有限制,去年曾进行过整顿。
  随后,记者查询了关于激光类产品的相关规定。国际上对激光产品有统一的分类,如果功率小于0.4毫瓦,对眼睛和皮肤就没有伤害。根据我国规定,玩具中的激光器不应超过这个限值。但是,根据2014年国家质检总局发布的《激光笔、儿童激光枪产品质量安全风险警示和消费提示》,质监部门抽检了30批次的激光笔及儿童激光枪,30批次中,就有23批次不符合要求。这也就意味着,市面上低于0.4毫瓦的激光产品很少。
  目前,我国还没有出台具体的限制或禁止大功率激光笔销售的法律法规。国家质检总局建议消费者不要为儿童购买激光类玩具,若已经购买,应仔细查看激光辐射类别是否符合规定,如不符合,应立即停止使用。
  延伸采访
  童年时遭遇的危险现在想想真的很悬
  每个人成长过程中,难免遇到各种各样的危险。幸运的是,绝大多数人都与危险擦肩而过,而有些人则因为各种原因,被危险“撞了一下腰”。记者采访了12位市民,年纪在25岁到35岁之间。其中约一半人小时候都遇到过危险事件。如同激光笔,我们都要增强防范意识。
  爬山时不小心差点掉下去
  常先生:10岁左右,我和家人去爬芦芽山。栈道很窄,一侧是峭壁,另外一侧就是悬崖。走着走着,我突然一阵眩晕,人就开始摇摆,眼看就要掉下去了,这时求生本能来了,我无意识地抱住旁边的一棵树,因为惯性还挂在树上凌空绕了一圈,才没有掉入深渊!现在想起来,还觉得后怕!
  好奇心太重差点送了命
  李先生:小时候惊险的事情很多,印象最深的是差点被炸死的那次。大约十一二岁,最淘气的时候,学着别人收集硫磺、硝等做炸药。有天一大清早,我就起来在自己家院子里研硝,当时太小不懂事,把硫磺也放进去后,就觉得一点点研不过瘾,就拿了铁锤子锤。结果一锤子下去就发生爆炸,我被直接炸飞了,一只脚和一条腿都被炸破了,血止不住地流,幸亏我爸赶紧送我去了医院。当时差点送了命!
  饶先生:我小时候好奇心特别强。记得六七岁时,有天和我爸妈一起到饭店吃饭,我爸把他的吉普车停在路边。我坐在饭店里,心里就痒痒的不行。我跟爸妈说要去上厕所,偷偷拿了钥匙跑到车里。平时看老爸开车也多,那会儿人小胆儿大,就学着启动了车。可是车一开,我就不知道该咋办了。车前面有棵树,一下就撞了上去。还好车速不快,我头磕了下方向盘也没受啥伤,但自己被吓坏了,还被我爸打了几下屁股。
  被人贩子盯上差点没回来
  李女士:听爸妈说过,在我三四岁的时候,我妈总把我打扮成男孩子,剪短发,穿一身牛仔。有一天,我妈把我放在小区门口,她回去拿东西。一会儿的工夫,我就被人贩子抱走了。我妈出来找不到我可着急坏了,全家人又是报警,又是满世界找。幸运的是,第二天我又被人贩子送回小区门口,因为他发现我是个女娃。
  本版采写 本报记者 冯戎 实习生 赵梅
  作者:调查
本文来源:山西新闻网-山西晚报
责任编辑:王晓易_NE0011
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你可能喜欢光究竟是什么?关于光本质的百年探索史
  树林中透出的光线:光是我们体验这个世界的基础,人类的眼睛是光子探测器,我们借助可见光了解我们身边的世界通电的导线周围会产生磁场,在这个磁场的作用下,铁屑发生定向排列  新浪科技讯 北京时间8月10日消息,光是我们体验这个世界的基础。我们在黑暗中摸索,直到迎来黎明——而对于光本质的理解,我们也同样经历了同样痛苦的过程。  然而,光的确是一种非常难以理解的事物:如果你用一台放大镜将一束光不断放大,你会看到什么?当然光的运动速度是极快的,但究竟是什么东西在运动?面对这样的问题,我们中的大部分人都会觉得难以回答。  然而情况其实并没有那么糟糕,光的本质问题当然曾经在数百年里难倒了世界上最伟大的一些物理学家,但在过去的150年间,科学界在对光的本质研究方面取得了一系列的突破性进展,向世人揭示了光的神秘本质。因此,到目前的阶段,我们已经多少知道了该如何回答这些问题。  今天的物理学家们不仅理解光的本质,甚至他们还正在尝试在越来越高的精度条件下控制光的行为,这就意味着在未来某一天,光或许将以一种崭新的面貌被人类所利用。这一广袤前景也正是联合国将2015年确定为“国际光年”(International Year of Light)的原因之一。世界上第一张彩色照片,由麦克斯韦拍摄,时间是在1861年  光是一种辐射  有很多种方式可以解释光是什么这个问题,但这个解释或许是最通俗的:光是一种辐射。  这种解释将有助于人们的理解。比如我们都知道,接受过多的日光照射容易引发皮肤癌。我们也知道暴露在辐射环境之中可能会引发某些种类癌症的发病风险,因此,将这两者联系在一起应该并不困难。但并非所有的辐射都是相同的。事实上,直到19世纪末,科学家们才最终找出光辐射的真正本质。  不过,比较有趣的是,这些发现本身并非来自对光的研究,而是来自数十年来科学家们对于电和磁性现象的研究。电和磁看上去似乎是非常不同的两种事物。但在像奥斯特和法拉第这样的科学家的眼里,这两者是紧密关联的。奥斯特发现,放置在通电导线旁的指南针会发生偏转,而法拉第则发现,在磁场中运动的导线内部会产生电流。  当时的数学家们开始尝试基于这些观察创建一种理论来为这一被称作“电磁”(electromagnetism)新现象给出解释。但直到詹姆斯·麦克斯韦的出现,才迎来有关这一问题的完整解决。  麦克斯韦是一位科学巨匠,他对科学作出的贡献是难以估量的。爱因斯坦同样是受到了麦克斯韦的启发,他曾表示,麦克斯韦永远地改变了这个世界。抛开他其他方面的成就不谈,麦克斯韦的计算帮助揭示了光的本质。  麦克斯韦的工作首次从理论上证明了,电和磁场的运动都具有波的性质,并且这种波的运动速度基本上是光速。通过这一结论,麦克斯韦进一步推断光本身可能也正是由电磁波所携带的——这就意味着光是一种电磁辐射。到了1880年代,就在麦克斯韦离世之后不久,德国物理学家赫兹首次证明,麦克斯韦关于电磁波的理论概念是正确的。  1850年代,麦克斯韦曾在英国阿伯丁大学工作。而在今天,同样在该校工作的物理学家格雷汉姆·豪尔(Graham Hall)指出:“我确信,如果麦克斯韦和赫兹能够活到诺贝尔奖颁发的年代,他们两人将毫无疑问的分享一次诺贝尔奖。”  事实上,麦克斯韦在光学领域的重要贡献还包括一些更为具体的原因,比如他在1861年拍摄了世界上第一张彩色照片。他拍摄这张照片使用的三色滤镜系统至今仍然是很多彩色照相技术的基础。我们都被教育说,彩虹里有7种不同的颜色然而我们眼睛能够看到的可见光实际上只不过是整个电磁波中非常狭窄的一小段区域彩虹能让我们看到可见光波段中不同波长的色光  光的颜色  光是一种电磁辐射,这一概念本身或许并不意味着很多东西。但这一观点将帮助我们解释一种我们都已经知晓的现象:光是由不同的颜色组成的。  这项发现还要追溯到牛顿的时代。而在日常生活中,雨后的彩虹就是光的多色本质的天然展示——而光的这些颜色便与麦克斯韦的电磁波理论直接相关。  位于彩虹一端的红色光对应的是波长在620~750nm之间的电磁波辐射;而紫色光对应的则是波长在380~450nm之间的电磁波辐射。但在这些具体可见的颜色之外,还存在着比这多得多的电磁辐射。波长比我们看到的红光更长的光被称作红外光,而波长比我们看到的紫色光更短的光则被称为紫外光。  德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家埃利弗舍瑞奥斯-古尔利马基斯(Eleftherios Goulielmakis)表示,很多动物能够看到紫外光,甚至有一部分人也可以。而在某些特定的情况下,人眼甚至能够察觉红外光。这可能也体现在了我们的语言习惯中:你会发现,在英语中我们将红外光(infrared light)和紫外光(ultraviolet light)称为“光”(light),但对于那些波长比红外光更长,或是比紫外光更短的电磁波,我们就不再将它们以“光”来命名了。比如波长比紫外光更短的是X射线(X-ray)和伽马射线(gamma ray)。古尔利马基斯举例说:“一位医生会说,我要用"X-ray"(X射线)照射目标,他不会说我要用"X-ray light"(X射线光)”。但相比之下,在中文语境中这种倾向似乎并不明显,比如我们会很自然的说红外线,紫外线,还有去医院拍X光。  在另一端,电磁波的波长也可以远远超出红外波段,其波长达到1厘米甚至是数千公里。这样的电磁波拥有一些我们非常熟悉的名字:微波和无线电波。当然,对于普通的民众来说,他们收听广播电台的无线电波竟然和光本质上是同一类东西,这一事实会让他们觉得难以理解。  古尔利马基斯表示:“从物理学的角度来看,无线电波和可见光之间并没有什么区别。描述它们的方程式和数学方式是完全一样的。”事实上,正是因为我们的日常语言中给予了它们不同的名字,才造成似乎两者是有差异的这种错觉。牛顿注意到,光在镜面间遵循严格的入射和反射路径,他意识到这是粒子流的特点光的双缝实验以及得到的明暗干涉条纹。这一著名实验证明光具有波的性质  这样,我们对于光就有了另外一种定义——它是电磁波中非常窄的一个波段范围,也就是我们人眼能够感知到的电磁波波段范围。换句话说,我们所谓的“光”其实是一个非常主观的概念:只有我们看得到的电磁波才是光,我们看不到的就不是。而要想知道我们对于光的概念是多么主观,让我们再次回到彩虹的话题,  我们中的大多数人都知道彩虹有7种主要颜色,即所谓赤橙黄绿青蓝紫,在不同文化中,我们都创造出一些小口诀甚至歌曲来帮助我们记住这些颜色。当你观察清晰呈现的彩虹,你或许会让自己确信,的确存在这样的七种不同颜色。然而,当年的牛顿却发现自己难以看到全部这7种颜色。  事实上,研究人员现在倾向于认为,之所以牛顿将光线分成了7种不同的颜色,仅仅是因为“7”这个数字在西方文化中占有特殊地位,如七声音阶,以及一周内的天数。而麦克斯韦的工作则带领我们完全超越了这一高度,证明了可见光只是更宽广尺度上电磁波的一部分。这基本上可以说是最终解答了光的本质问题。通过狭缝之后,原本平行的光线变成类似水波的形态  是粒子还是波?  但在另一个方面,科学家们数百年来也一直致力于想要弄清楚,从最基础的层面上,光究竟是以何种方式存在并传播的?  一部分科学家认为光的形式有点类似波或水里的波纹,它可能是借助空气或是另一种难以捉摸的神秘物质“以太”来进行传播的。但另外一些科学家则认为这种看法是错误的,他们指出,光应当是一束粒子流。  牛顿更倾向于第二种理论,即光的粒子说,尤其是在他使用光和镜子进行了一系列的相关实验之后,牛顿更加坚信光是粒子流的理论正确性。  分享到  [收藏] [打印] [责任编辑:王薛]  牛顿在实验中注意到,光的传播遵循严格的几何法则。如果你正对一面镜子并射出一束光,它一定会原路反射回来,这跟你射出一个小球击中镜子之后反弹回来是完全一致的。牛顿认为如果光是波,不应当会具备这种粒子的特性。据此,牛顿推断光必定是由某种非常微小的,没有质量的粒子所组成的。  但这一理论存在一个严重的问题,那就是同样有实验证据,证明光具有波的特性。其中最著名的一项实验是在1801年进行的。英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)开展了他著名的“双缝实验”,这个实验在物理学上占据极其重要的地位,并且实验的原理非常简单,每个人在家里都可以自己进行。  具体的过程是这样的:你需要一张厚纸板,随后非常小心地在它上面划出两道细缝。随后准备一个“纯粹”的光源,也就是只会产生特定波长光线的光源,激光则是最理想的。然后将光源对准纸板上的这两道狭缝,并使其在狭缝后的另一个表面上成像。  在置于狭缝纸板背后的另一个平面上,你心里的预期应该是会看到两道明亮的光带,因为来自光源的光线会分别穿过两道狭缝并投射到后方的平面上。然而,托马斯·杨发现,情况似乎有点诡异,他看到的并非两道细细的光带,而是一系列明暗相间的条纹,就像一条超市用的条形码。  当光线通过狭缝时,其表现出来的行为与水波穿过狭窄开口时表现出的性质基本一致:它会发生衍射并形成半球状传播的波。  而在双缝实验中,当“光波”穿过两道狭缝并彼此相遇,且波峰面对对方的波谷时,它们相互抵消,形成暗带;而当波峰与波峰相遇时,它们相互叠加,从而形成亮带,于是,明暗相间的“条形码”条纹便出现了。  托马斯·杨的理论无可争议地证明了光波理论的正确性,在加上麦克斯韦的工作已经在数学上为光是一种波的理论奠定了坚实的数学基础,于是科学家们大舒了一口气:终于尘埃落定了,光是一种波!白炽灯泡利用能够产生电磁辐射的材料制成。光是一种电磁辐射棱镜将光线分解为不同波长的色光  光是粒子  但噩梦还没结束,量子革命开始了!  在19世纪下半页,物理学家们想要弄清楚一个问题,那就是为何在吸收和辐射电磁波方面,某些材料的性能要比其他材料更好。尽管现在看来这似乎也没有什么,但由于在当时电灯产业正刚刚起步,因此任何能够辐射光的材料都是被重点关注的对象。  到了19世纪末,科学家们已经意识到,一个物体辐射出电磁波的多少取决于它自身的温度,不同的温度会产生不同量的辐射。科学家们已经注意到这种关联,但没有人能够回答为何会是这样。  1900年,德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)解决了这个问题。他发现,通过计算可以解决这一问题,但前提是必须将电磁辐射视作是单独的“小份”构成的。普朗克将这种“小份”称作“量子”。数年后,爱因斯坦给予这一思想,再次成功地为另外一个棘手的实验现象给出解释。透过云层看到的阳光光让我们能够感受身边的世界  此前物理学家们注意到,用可见光或紫外光照射一块金属板,金属板会带上正电荷,他们将这种现象称作“光电效应”,但对于究竟为何会出现这种现象,物理学家们都感到困惑不已。  爱因斯坦指出,这一现象背后的本质是金属板中的原子在这一过程中失去了带负电的电子。很显然,照射金属板的光为这些金属原子带来的足够的能量,让其中的一部分电子能够挣脱原子结构的束缚。  然而,如果更加仔细地审视这些电子的行为,就会发现一些诡异的现象。科学家们发现,只需要改变照射光的颜色,我们就能轻松改变光携带的能量大小。尤其是,科学家们注意到,相比接受红光照射的金属板,接受紫光照射下的金属板释放出来的电子拥有更高的能量。既然如此,那么如果光仅仅是一种简单的波就难以解释了。  一般来说,要想让某种波的能量更强,你需要使它变得“更高”——想象一下海啸冲向陆地时的画面——而不是让波本身变得更长或是更短。由此推断,要想让照射金属板的光能够为金属板释放出的电子传递更多的能量,那就应当让光这种波更“高”,简单来说就是,增加光照的强度。而改变光的波长,也就是颜色,不应该会产生什么改变才对。  神秘的纠缠粒子。成对的纠缠粒子之间,任一成员粒子的状态发生改变都会立即引起另一个粒子的相应变化,这种影响不受时间与距离限制透过云层的光:它究竟是波还是粒子?  在这一令人困惑的现象面前,爱因斯坦意识到,使用普朗克提出的光的“量子化”思想,能够很好地解决这一问题。爱因斯坦提出,光是由许许多多微小的“能量单位”组成的。这种离散的能量单位与光的波长直接相关:波长越短,则其中的能量单位越密集。这样就能够解释为何波长较短的紫色光会比波长较长的红色光携带有更多的能量。  它也可以解释为何单纯增加光照亮度并不会对金属板的电子释放产生什么影响——在更亮的光照条件下,光源的确会向金属板传输更多的“能量单位”,但并不会改变每一个“能量单位”内所包含的能量大小。通俗的说就是,单一一个紫色光“能量单位”能够为一个金属板中的电子传输更多的能量,而红色光的“能量单位”不管有多少数量,也达不到这样的目的。  爱因斯坦将这些“能量单位”称为“光子”。现在,光子已经被物理学界作为一种基本粒子予以承认。可见光是由光子构成的,其余所有的电磁波,包括X射线,微波和无线电波也都是一样。换句话说,光是粒子。  光的波粒二象性以及它的价值  到了这个阶段,物理学家们决定结束这场关于光是波还是粒子的旷日持久的争执——这两种模型都拥有确凿的实验证据,因此无法否定其中的任何一种。让很多非物理学专业的人士感到困惑不已的是,物理学家们最终确认,实际上光辉同时表现出粒子与波的特性。换句话说,光具有波粒二象性。  但对于物理学家们而言,他们倒并不觉得光的这种双重身份带来了什么不便。相反,这让光变得更加有用。今天,在当年的先驱者们——如麦克斯韦和爱因斯坦等建立的基础之上,科学家们正在进一步探寻利用光的这些特殊性质的途径。  物理学家们逐渐意识到,尽管光的波动方程和粒子方程都能非常好的描述光的行为,但在某些特定的情况下,其中的一种描述方程会比另外一种更容易应用。因此物理学家们会根据不同情况在这两种描述方式之间进行选择切换,就像在生活中,同样是对长度的描述,但我们会用米来描述我们的身高,但会用公里来描述车的行程一样。  一些物理学家正在尝试利用光来实现加密通讯,比如用于安全的资金转账等等。对于他们来说,在开发这些功能时是把光看作了粒子。  这是由于量子物理学的另外一项奇异性质:两个基本粒子,如一对光子,其两者之间可以相互“纠缠”。这样的纠缠粒子之间存在一项令人惊异的性质:无论两者之间相距多远,它们之间都可以共享某些相同的性质,因此人们便可以利用这种性质来实现地球上不同两点之间的信息通讯。  这种纠缠粒子的另外一项性质是,当对其进行观察时,将会改变纠缠粒子的量子态。因此,从理论上说,如果有任何人试图窥探使用了量子光学技术加密的信息时都将会立刻暴露。  而另外一些物理学家则更加关注光在电子学领域的应用。对于他们来说,将光视作是可以被操控的电磁波将会更有意义。利用光的性质开发光学计算机,将大大提升未来计算机的性能  2004年,科学家利用持续时间仅约250阿秒的光脉冲作为相机闪光源,成功拍摄到可见光的单个波形图像,从而首次捕捉到了光波在空间中运动的图像,这在以前是不敢想象的  一种被称为“光场合成器”(light field synthesisers)的现代设备可以非常精确的方式实现光波之间的同步性。这样它就可以产生相比普通灯泡发出的光线强度更高,持续时间更短并且具备方向性的光波脉冲。  在过去的15年间,这样的设备被广泛用于对光的控制。在2004年,埃利弗舍瑞奥斯-古尔利马基斯和同事们成功创造出极短的X射线脉冲,每个脉冲的持续时间仅有250阿秒,一阿秒相当于100亿亿分之一秒(10的负18次方秒)。  使用这种极短的光脉冲作为相机闪光源,研究组成功拍摄到可见光的单个波形图像,后者的震荡周期要比这种脉冲持续时间长得多。他们几乎拍摄到了光波在空间中运动的图像。  古尔利马基斯表示:“我们从麦克斯韦的时代起就已经知道,光是一种震荡的电磁场,但在此之前还没有人能够想到,有朝一日我们甚至可以直接拍摄到真实的光波影像。”  能够看到单独的光波是迈向控制和利用光波传输信息的第一步。目前我们已经利用波长更长的电磁波实现了信息传输,如我们利用无线电波传输广播和电视信号。  大约一个世纪以前,光电效应向世人证明了可见光会对一块金属板内的电子产生影响。古尔利马基斯表示,未来我们将有希望对这些电子实现精确操控,方法是利用受控的可见光波,以一种精确的方式作用于金属板。他说:“我们能够控制光波,通过它,我们还将能够控制物质。”  这一前景一旦成为现实,电子行业将迎来一场新的革命,从而导致新一代光学计算机的诞生,这类计算机将比今天我们所使用的计算机体积更小,运算速度也更快。古尔利马基斯表示:“要制造那样的计算机将需要控制电子,使其按照我们预想的方式运动,并利用光波控制电流在固体中的流动,而不是传统的电路方式。”  于是,我们对光又有了一种新的描述方式:光是一种工具。  这样的想法其实并不新鲜。自从地球上最早的生命诞生以来,生命就一直依赖阳光而获得能量。人类的眼睛是光子探测器,我们借助可见光了解我们身边的世界。  而现代技术只不过是让这个想法更向前进了一步。在2014年,诺贝尔化学奖授予了发明一种强大显微镜技术的研究人员,这种显微镜的能力强大到令人难以置信,甚至一度被认为在物理学上是不可能实现的。可以预见,随着技术的进步,光学还将带领我们目睹更多前所未见的奇景。(晨风)  分享到  [收藏] [打印] [责任编辑:王薛]  树林中透出的光线:光是我们体验这个世界的基础,人类的眼睛是光子探测器,我们借助可见光了解我们身边的世界通电的导线周围会产生磁场,在这个磁场的作用下,铁屑发生定向排列  新浪科技讯 北京时间8月10日消息,光是我们体验这个世界的基础。我们在黑暗中摸索,直到迎来黎明——而对于光本质的理解,我们也同样经历了同样痛苦的过程。  然而,光的确是一种非常难以理解的事物:如果你用一台放大镜将一束光不断放大,你会看到什么?当然光的运动速度是极快的,但究竟是什么东西在运动?面对这样的问题,我们中的大部分人都会觉得难以回答。  然而情况其实并没有那么糟糕,光的本质问题当然曾经在数百年里难倒了世界上最伟大的一些物理学家,但在过去的150年间,科学界在对光的本质研究方面取得了一系列的突破性进展,向世人揭示了光的神秘本质。因此,到目前的阶段,我们已经多少知道了该如何回答这些问题。  今天的物理学家们不仅理解光的本质,甚至他们还正在尝试在越来越高的精度条件下控制光的行为,这就意味着在未来某一天,光或许将以一种崭新的面貌被人类所利用。这一广袤前景也正是联合国将2015年确定为“国际光年”(International Year of Light)的原因之一。世界上第一张彩色照片,由麦克斯韦拍摄,时间是在1861年  光是一种辐射  有很多种方式可以解释光是什么这个问题,但这个解释或许是最通俗的:光是一种辐射。  这种解释将有助于人们的理解。比如我们都知道,接受过多的日光照射容易引发皮肤癌。我们也知道暴露在辐射环境之中可能会引发某些种类癌症的发病风险,因此,将这两者联系在一起应该并不困难。但并非所有的辐射都是相同的。事实上,直到19世纪末,科学家们才最终找出光辐射的真正本质。  不过,比较有趣的是,这些发现本身并非来自对光的研究,而是来自数十年来科学家们对于电和磁性现象的研究。电和磁看上去似乎是非常不同的两种事物。但在像奥斯特和法拉第这样的科学家的眼里,这两者是紧密关联的。奥斯特发现,放置在通电导线旁的指南针会发生偏转,而法拉第则发现,在磁场中运动的导线内部会产生电流。  当时的数学家们开始尝试基于这些观察创建一种理论来为这一被称作“电磁”(electromagnetism)新现象给出解释。但直到詹姆斯·麦克斯韦的出现,才迎来有关这一问题的完整解决。  麦克斯韦是一位科学巨匠,他对科学作出的贡献是难以估量的。爱因斯坦同样是受到了麦克斯韦的启发,他曾表示,麦克斯韦永远地改变了这个世界。抛开他其他方面的成就不谈,麦克斯韦的计算帮助揭示了光的本质。  麦克斯韦的工作首次从理论上证明了,电和磁场的运动都具有波的性质,并且这种波的运动速度基本上是光速。通过这一结论,麦克斯韦进一步推断光本身可能也正是由电磁波所携带的——这就意味着光是一种电磁辐射。到了1880年代,就在麦克斯韦离世之后不久,德国物理学家赫兹首次证明,麦克斯韦关于电磁波的理论概念是正确的。  1850年代,麦克斯韦曾在英国阿伯丁大学工作。而在今天,同样在该校工作的物理学家格雷汉姆·豪尔(Graham Hall)指出:“我确信,如果麦克斯韦和赫兹能够活到诺贝尔奖颁发的年代,他们两人将毫无疑问的分享一次诺贝尔奖。”  事实上,麦克斯韦在光学领域的重要贡献还包括一些更为具体的原因,比如他在1861年拍摄了世界上第一张彩色照片。他拍摄这张照片使用的三色滤镜系统至今仍然是很多彩色照相技术的基础。我们都被教育说,彩虹里有7种不同的颜色然而我们眼睛能够看到的可见光实际上只不过是整个电磁波中非常狭窄的一小段区域彩虹能让我们看到可见光波段中不同波长的色光  光的颜色  光是一种电磁辐射,这一概念本身或许并不意味着很多东西。但这一观点将帮助我们解释一种我们都已经知晓的现象:光是由不同的颜色组成的。  这项发现还要追溯到牛顿的时代。而在日常生活中,雨后的彩虹就是光的多色本质的天然展示——而光的这些颜色便与麦克斯韦的电磁波理论直接相关。  位于彩虹一端的红色光对应的是波长在620~750nm之间的电磁波辐射;而紫色光对应的则是波长在380~450nm之间的电磁波辐射。但在这些具体可见的颜色之外,还存在着比这多得多的电磁辐射。波长比我们看到的红光更长的光被称作红外光,而波长比我们看到的紫色光更短的光则被称为紫外光。  德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家埃利弗舍瑞奥斯-古尔利马基斯(Eleftherios Goulielmakis)表示,很多动物能够看到紫外光,甚至有一部分人也可以。而在某些特定的情况下,人眼甚至能够察觉红外光。这可能也体现在了我们的语言习惯中:你会发现,在英语中我们将红外光(infrared light)和紫外光(ultraviolet light)称为“光”(light),但对于那些波长比红外光更长,或是比紫外光更短的电磁波,我们就不再将它们以“光”来命名了。比如波长比紫外光更短的是X射线(X-ray)和伽马射线(gamma ray)。古尔利马基斯举例说:“一位医生会说,我要用"X-ray"(X射线)照射目标,他不会说我要用"X-ray light"(X射线光)”。但相比之下,在中文语境中这种倾向似乎并不明显,比如我们会很自然的说红外线,紫外线,还有去医院拍X光。  在另一端,电磁波的波长也可以远远超出红外波段,其波长达到1厘米甚至是数千公里。这样的电磁波拥有一些我们非常熟悉的名字:微波和无线电波。当然,对于普通的民众来说,他们收听广播电台的无线电波竟然和光本质上是同一类东西,这一事实会让他们觉得难以理解。  古尔利马基斯表示:“从物理学的角度来看,无线电波和可见光之间并没有什么区别。描述它们的方程式和数学方式是完全一样的。”事实上,正是因为我们的日常语言中给予了它们不同的名字,才造成似乎两者是有差异的这种错觉。牛顿注意到,光在镜面间遵循严格的入射和反射路径,他意识到这是粒子流的特点光的双缝实验以及得到的明暗干涉条纹。这一著名实验证明光具有波的性质  这样,我们对于光就有了另外一种定义——它是电磁波中非常窄的一个波段范围,也就是我们人眼能够感知到的电磁波波段范围。换句话说,我们所谓的“光”其实是一个非常主观的概念:只有我们看得到的电磁波才是光,我们看不到的就不是。而要想知道我们对于光的概念是多么主观,让我们再次回到彩虹的话题,  我们中的大多数人都知道彩虹有7种主要颜色,即所谓赤橙黄绿青蓝紫,在不同文化中,我们都创造出一些小口诀甚至歌曲来帮助我们记住这些颜色。当你观察清晰呈现的彩虹,你或许会让自己确信,的确存在这样的七种不同颜色。然而,当年的牛顿却发现自己难以看到全部这7种颜色。  事实上,研究人员现在倾向于认为,之所以牛顿将光线分成了7种不同的颜色,仅仅是因为“7”这个数字在西方文化中占有特殊地位,如七声音阶,以及一周内的天数。而麦克斯韦的工作则带领我们完全超越了这一高度,证明了可见光只是更宽广尺度上电磁波的一部分。这基本上可以说是最终解答了光的本质问题。通过狭缝之后,原本平行的光线变成类似水波的形态  是粒子还是波?  但在另一个方面,科学家们数百年来也一直致力于想要弄清楚,从最基础的层面上,光究竟是以何种方式存在并传播的?  一部分科学家认为光的形式有点类似波或水里的波纹,它可能是借助空气或是另一种难以捉摸的神秘物质“以太”来进行传播的。但另外一些科学家则认为这种看法是错误的,他们指出,光应当是一束粒子流。  牛顿更倾向于第二种理论,即光的粒子说,尤其是在他使用光和镜子进行了一系列的相关实验之后,牛顿更加坚信光是粒子流的理论正确性。  牛顿在实验中注意到,光的传播遵循严格的几何法则。如果你正对一面镜子并射出一束光,它一定会原路反射回来,这跟你射出一个小球击中镜子之后反弹回来是完全一致的。牛顿认为如果光是波,不应当会具备这种粒子的特性。据此,牛顿推断光必定是由某种非常微小的,没有质量的粒子所组成的。  但这一理论存在一个严重的问题,那就是同样有实验证据,证明光具有波的特性。其中最著名的一项实验是在1801年进行的。英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)开展了他著名的“双缝实验”,这个实验在物理学上占据极其重要的地位,并且实验的原理非常简单,每个人在家里都可以自己进行。  具体的过程是这样的:你需要一张厚纸板,随后非常小心地在它上面划出两道细缝。随后准备一个“纯粹”的光源,也就是只会产生特定波长光线的光源,激光则是最理想的。然后将光源对准纸板上的这两道狭缝,并使其在狭缝后的另一个表面上成像。  在置于狭缝纸板背后的另一个平面上,你心里的预期应该是会看到两道明亮的光带,因为来自光源的光线会分别穿过两道狭缝并投射到后方的平面上。然而,托马斯·杨发现,情况似乎有点诡异,他看到的并非两道细细的光带,而是一系列明暗相间的条纹,就像一条超市用的条形码。  当光线通过狭缝时,其表现出来的行为与水波穿过狭窄开口时表现出的性质基本一致:它会发生衍射并形成半球状传播的波。  而在双缝实验中,当“光波”穿过两道狭缝并彼此相遇,且波峰面对对方的波谷时,它们相互抵消,形成暗带;而当波峰与波峰相遇时,它们相互叠加,从而形成亮带,于是,明暗相间的“条形码”条纹便出现了。  托马斯·杨的理论无可争议地证明了光波理论的正确性,在加上麦克斯韦的工作已经在数学上为光是一种波的理论奠定了坚实的数学基础,于是科学家们大舒了一口气:终于尘埃落定了,光是一种波!白炽灯泡利用能够产生电磁辐射的材料制成。光是一种电磁辐射棱镜将光线分解为不同波长的色光  光是粒子  但噩梦还没结束,量子革命开始了!  在19世纪下半页,物理学家们想要弄清楚一个问题,那就是为何在吸收和辐射电磁波方面,某些材料的性能要比其他材料更好。尽管现在看来这似乎也没有什么,但由于在当时电灯产业正刚刚起步,因此任何能够辐射光的材料都是被重点关注的对象。  到了19世纪末,科学家们已经意识到,一个物体辐射出电磁波的多少取决于它自身的温度,不同的温度会产生不同量的辐射。科学家们已经注意到这种关联,但没有人能够回答为何会是这样。  1900年,德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)解决了这个问题。他发现,通过计算可以解决这一问题,但前提是必须将电磁辐射视作是单独的“小份”构成的。普朗克将这种“小份”称作“量子”。数年后,爱因斯坦给予这一思想,再次成功地为另外一个棘手的实验现象给出解释。透过云层看到的阳光光让我们能够感受身边的世界  此前物理学家们注意到,用可见光或紫外光照射一块金属板,金属板会带上正电荷,他们将这种现象称作“光电效应”,但对于究竟为何会出现这种现象,物理学家们都感到困惑不已。  爱因斯坦指出,这一现象背后的本质是金属板中的原子在这一过程中失去了带负电的电子。很显然,照射金属板的光为这些金属原子带来的足够的能量,让其中的一部分电子能够挣脱原子结构的束缚。  然而,如果更加仔细地审视这些电子的行为,就会发现一些诡异的现象。科学家们发现,只需要改变照射光的颜色,我们就能轻松改变光携带的能量大小。尤其是,科学家们注意到,相比接受红光照射的金属板,接受紫光照射下的金属板释放出来的电子拥有更高的能量。既然如此,那么如果光仅仅是一种简单的波就难以解释了。  一般来说,要想让某种波的能量更强,你需要使它变得“更高”——想象一下海啸冲向陆地时的画面——而不是让波本身变得更长或是更短。由此推断,要想让照射金属板的光能够为金属板释放出的电子传递更多的能量,那就应当让光这种波更“高”,简单来说就是,增加光照的强度。而改变光的波长,也就是颜色,不应该会产生什么改变才对。  神秘的纠缠粒子。成对的纠缠粒子之间,任一成员粒子的状态发生改变都会立即引起另一个粒子的相应变化,这种影响不受时间与距离限制透过云层的光:它究竟是波还是粒子?  在这一令人困惑的现象面前,爱因斯坦意识到,使用普朗克提出的光的“量子化”思想,能够很好地解决这一问题。爱因斯坦提出,光是由许许多多微小的“能量单位”组成的。这种离散的能量单位与光的波长直接相关:波长越短,则其中的能量单位越密集。这样就能够解释为何波长较短的紫色光会比波长较长的红色光携带有更多的能量。  它也可以解释为何单纯增加光照亮度并不会对金属板的电子释放产生什么影响——在更亮的光照条件下,光源的确会向金属板传输更多的“能量单位”,但并不会改变每一个“能量单位”内所包含的能量大小。通俗的说就是,单一一个紫色光“能量单位”能够为一个金属板中的电子传输更多的能量,而红色光的“能量单位”不管有多少数量,也达不到这样的目的。  爱因斯坦将这些“能量单位”称为“光子”。现在,光子已经被物理学界作为一种基本粒子予以承认。可见光是由光子构成的,其余所有的电磁波,包括X射线,微波和无线电波也都是一样。换句话说,光是粒子。  光的波粒二象性以及它的价值  到了这个阶段,物理学家们决定结束这场关于光是波还是粒子的旷日持久的争执——这两种模型都拥有确凿的实验证据,因此无法否定其中的任何一种。让很多非物理学专业的人士感到困惑不已的是,物理学家们最终确认,实际上光辉同时表现出粒子与波的特性。换句话说,光具有波粒二象性。  但对于物理学家们而言,他们倒并不觉得光的这种双重身份带来了什么不便。相反,这让光变得更加有用。今天,在当年的先驱者们——如麦克斯韦和爱因斯坦等建立的基础之上,科学家们正在进一步探寻利用光的这些特殊性质的途径。  物理学家们逐渐意识到,尽管光的波动方程和粒子方程都能非常好的描述光的行为,但在某些特定的情况下,其中的一种描述方程会比另外一种更容易应用。因此物理学家们会根据不同情况在这两种描述方式之间进行选择切换,就像在生活中,同样是对长度的描述,但我们会用米来描述我们的身高,但会用公里来描述车的行程一样。  一些物理学家正在尝试利用光来实现加密通讯,比如用于安全的资金转账等等。对于他们来说,在开发这些功能时是把光看作了粒子。  这是由于量子物理学的另外一项奇异性质:两个基本粒子,如一对光子,其两者之间可以相互“纠缠”。这样的纠缠粒子之间存在一项令人惊异的性质:无论两者之间相距多远,它们之间都可以共享某些相同的性质,因此人们便可以利用这种性质来实现地球上不同两点之间的信息通讯。  这种纠缠粒子的另外一项性质是,当对其进行观察时,将会改变纠缠粒子的量子态。因此,从理论上说,如果有任何人试图窥探使用了量子光学技术加密的信息时都将会立刻暴露。  而另外一些物理学家则更加关注光在电子学领域的应用。对于他们来说,将光视作是可以被操控的电磁波将会更有意义。利用光的性质开发光学计算机,将大大提升未来计算机的性能  2004年,科学家利用持续时间仅约250阿秒的光脉冲作为相机闪光源,成功拍摄到可见光的单个波形图像,从而首次捕捉到了光波在空间中运动的图像,这在以前是不敢想象的  一种被称为“光场合成器”(light field synthesisers)的现代设备可以非常精确的方式实现光波之间的同步性。这样它就可以产生相比普通灯泡发出的光线强度更高,持续时间更短并且具备方向性的光波脉冲。  在过去的15年间,这样的设备被广泛用于对光的控制。在2004年,埃利弗舍瑞奥斯-古尔利马基斯和同事们成功创造出极短的X射线脉冲,每个脉冲的持续时间仅有250阿秒,一阿秒相当于100亿亿分之一秒(10的负18次方秒)。  使用这种极短的光脉冲作为相机闪光源,研究组成功拍摄到可见光的单个波形图像,后者的震荡周期要比这种脉冲持续时间长得多。他们几乎拍摄到了光波在空间中运动的图像。  古尔利马基斯表示:“我们从麦克斯韦的时代起就已经知道,光是一种震荡的电磁场,但在此之前还没有人能够想到,有朝一日我们甚至可以直接拍摄到真实的光波影像。”  能够看到单独的光波是迈向控制和利用光波传输信息的第一步。目前我们已经利用波长更长的电磁波实现了信息传输,如我们利用无线电波传输广播和电视信号。  大约一个世纪以前,光电效应向世人证明了可见光会对一块金属板内的电子产生影响。古尔利马基斯表示,未来我们将有希望对这些电子实现精确操控,方法是利用受控的可见光波,以一种精确的方式作用于金属板。他说:“我们能够控制光波,通过它,我们还将能够控制物质。”  这一前景一旦成为现实,电子行业将迎来一场新的革命,从而导致新一代光学计算机的诞生,这类计算机将比今天我们所使用的计算机体积更小,运算速度也更快。古尔利马基斯表示:“要制造那样的计算机将需要控制电子,使其按照我们预想的方式运动,并利用光波控制电流在固体中的流动,而不是传统的电路方式。”  于是,我们对光又有了一种新的描述方式:光是一种工具。  这样的想法其实并不新鲜。自从地球上最早的生命诞生以来,生命就一直依赖阳光而获得能量。人类的眼睛是光子探测器,我们借助可见光了解我们身边的世界。  而现代技术只不过是让这个想法更向前进了一步。在2014年,诺贝尔化学奖授予了发明一种强大显微镜技术的研究人员,这种显微镜的能力强大到令人难以置信,甚至一度被认为在物理学上是不可能实现的。可以预见,随着技术的进步,光学还将带领我们目睹更多前所未见的奇景。(晨风)  分享到  [收藏] [打印] [责任编辑:王薛]
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