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为什么可以把激光当作精密的“尺”来用

火烧 2016-11-19 11:23:46 1052
尺是大家所熟悉的量具,激光是看得见摸不着的光,怎能当尺来用呢? 尺是一种测量长度的标准,有了这个标准,大家量长度就有了根据。古时候,英国人用某个人的脚长当标准,这就是英尺;俄国人用肘长来当尺;现在通用的米,最初是以地球子午线长的四千万分之一作标准的。光是一

尺是大家所熟悉的量具,激光是看得见摸不着的光,怎能当尺来用呢?

尺是一种测量长度的标准,有了这个标准,大家量长度就有了根据。古时候,英国人用某个人的脚长当标准,这就是英尺;俄国人用肘长来当尺;现在通用的米,最初是以地球子午线长的四千万分之一作标准的。光是一种波,有恒定的波长,1960年10月在第11届国际计量大会上,规定一米等于氪86在真空中所发射的橙色光波波长的1650763.73倍。所以用单色光波长来做尺更标准。

当然,并不是什么光都可以当尺来用的。就讲太阳光吧,它由人眼看不见的光和从红到紫各种颜色的光组成,可见光的波长从0.4微米到0.77微米(一微米是百万分之一米短相差近一倍,以哪一种波长做标准呢?因此不能用太阳光做尺。做“尺”的光,波长必须单一。也就是说颜色要单纯,是单色光。当然,单色也是比较而言的。以橙光为例,波长从0.60微米到0.63微米,虽然它是一种单色光,也不是只有一种波长。科学家用一种光的波长范围与它的中间波长的比值,来表示光的单色程度。这比值越小,说明颜色越纯.单色性越好。在特殊的技术条件下,氪86灯的橙红光在真空中的波长为0.60578021微米,波长范围约0.00000001微米,单色程度达到10-8左右。这是有激光以前最好的单色光,但是很弱,用起来很困难。

激光的特点之一是单色性好。常用的氦氖激光,波长范围可以比氪86灯小十万倍以上,亮度又高,是理想的“光尺”。这把“尺”的长度就是激光的波长,约0.633微米。量起来和米尺一样,用光波长和被测长度比较,看被测长度有几个光波长,就是几“光尺”,再乘上“光尺”长,就是被测长的尺寸。“光尺”很短,精密度就很高,用它来量很细的头发丝,大约有100“光尺”。量长度稍为大一点的尺寸,就是几十万、几百万“光尺”,甚至无法计数,再加光波长也看不见,一定要靠一种叫“比长仪”的仪器来量长。所以,这神“尺”在日常生活中是用不到的,它专门帮助科学技术人员和计量人员做重要而精细的测量工作。

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