为什么会产生激光 爱因斯坦,太阳光可以被聚合成激光

当一个原子被与其自然振荡频率相同的能量激发时,就会产生这种强光——激光 。1960年5月16日,美国加州休斯实验室的科学家梅曼获得了波长为0.6943微米的激光,这是自爱因斯坦预言以来获得的第一束激光 。后续激光发展进入快车道,气体激光和固体激光技术取得突破 。80年代中后期发现了半导体激光器,90年代后实现了高功率激光技术 。
为什么爱因斯坦的质能方程E=mc^2中,能量怎么会同光速产生关系?

为什么会产生激光 爱因斯坦,太阳光可以被聚合成激光


一个物体所能存储的能量多少是固定,物体在外力的作用下动能和势能发生转化,物体总体存储能量不变是一个常数 。E=mv^2公式中能量E是常数,速度v与质量m的关系成反比,物体的速度越快质量变得越小 。质量是由物体的势能产生的,没有势能的物体没有质量 。E=mC^2公式中光速C不能再增加,当物体达到光速时势能全部转化为动能,质量消失,物体变成能量体 。
太阳光可以被聚合成激光,实现发电吗?为什么?
为什么会产生激光 爱因斯坦,太阳光可以被聚合成激光


太阳光可以被聚合成激光,实现发电吗?将太阳光聚焦成“激光”作为武器使用的,除了《007-择日再死》外能找到如此宏伟的场面的已经不多了,这颗名叫伊卡洛斯的聚焦太阳光的卫星,是事实上的本片主角,因为从头至尾,它的特写镜头可给的不少!那么问题是真的可以将太阳光聚焦成激光吗?聚焦阳光作为武器-这不是梦!太阳每秒向太空辐射的功率超过10^26W,近地轨道上每平方米获得的辐射功率大约是1.4千瓦,这个功率是相当大的,完全可以聚焦作为武器来使用,比如使用10000平方米(100×100米即可)的镀铝反射面,将其聚焦到10×10的面积内,即使只有70%的反射效率,那么每平方米也能获得140千瓦的功率,大约是赤道地区光照的100倍,似乎听起来不高,但足以解决很多问题,因为太阳光是免费的,一分钟不够,那么两分钟可好?1999年2月4日俄罗斯进步M—40货运飞船携带了一块超大面积的反射薄膜进入太空,进行了代号为“旗帜2·5的阳光反射试验 。
按计划这块反射薄膜会在“离心力”的作用下展开,形成一个直径25米的反射面,在宇航员的操控下,将炽热的阳光反射向黑暗的地面,飞船所经之处比如俄罗斯、法国和加拿大等会出现一个人造月亮,当然时间可能会比较短暂,但所经之处足以让大家读书看报!但很可惜计划处了差错,反射镜面打开失败,缠绕在了天线上,宇航员和地面人员经过数次努力后最终决定终止实验!除了这个反射阳光的实验外,同工异曲的太阳帆实验:2005年美俄曾合作开发了一艘太阳帆飞船“宇宙一号”,但升空后即与地面失去联系,还有日本太阳帆实验“伊卡洛斯”号,很凑巧,也叫“伊卡洛斯”!2010年5月1日“伊卡洛斯”号随同“晓”号金星探测器,由H-2A运载火箭同时发射升空 。
伊卡洛斯太阳帆在2010年6月11日完全展开为止,实验取得圆满成功!成都天府系统科学研究会也在2019年提出一个计划,打算在2022年前发射一颗反射阳光的人造月亮!尽管这些计划都是光帆或者人造月亮,但它们的技术是相通的,都是反射阳光,唯一的差别是目标光斑的大小,如果光斑极小,功率极高那么就是武器,如果光斑很大,将其光照强度调整到阳光的1/10或者稍高,那么就是辅助照明!所以两者的技术完全是通用的,这是非常理想的武器是吗?但有几个问题需要解决:阳光聚焦容易发散反射面积必须非常大可能大家都有手电筒的使用经验,光斑在不远处即发散严重,所以必须要保持强大的面积才可以保证焦点处获得足够的能量!另外轨道必须够高,否则同一地点保持存在的时间太短,但过高的轨道又会带来成本和光斑发散的问题 。

推荐阅读