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看見綠光~燈光秀?還是雷射秀?

光向四方投射,我們看到的是直射出的光束?還是看到了被光照亮了的煙塵呢?

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2019-10-25 12:09:49 最後編修
2017-02-02 20:22:40 By zfang
 

2015年台灣燈會在台中烏日高鐵特定區,開幕第二天傍晚帶著孩子去。對小孩來說是新奇,對我來說覺得還好,被大量的人潮車潮給嚇到了,風沙也大了些。整理電腦檔案時發現二年前臺中燈會影片,反而覺得2013年在文心森林公園有小山丘有綠意小而美的燈光秀更迷人呢!

這是2013年蛇年的主燈秀,不只是舞臺上的五光十色讓人迷惑,燈會裡的綠光伴著煙霧,也使得夜晚的光景更添熱鬧與迷醉。

光向四方投射,我們看到的是直射出的光束?還是看到了被光照亮了的煙塵呢?

裡頭有不少科學點可以帶學生來發現討論。例如:為什麼會看得到光束?光~是雷射光嗎?雷射光有哪些值得注意的東西?

「為什麼會看得到光束?」要能看到光束與煙霧有關。用中學程度來解釋,在化學上這被稱做廷得耳效應,若將煙霧與空氣視為膠體溶液,則當光照射膠體溶液時就會顯現光的通路。在物理上這是光的散射,光通過這些微粒而產生的偏折,讓路徑上的部份光線進入我們眼中,如果沒有煙霧,看不清光束。與其說是見到光,不如說是見到被光照射的煙塵粒子,隨著煙霧流動,感覺光也是流動的。

「綠色藍色的光束是雷射光嗎?」也就是說,這些是燈光秀還是雷射光秀?有時候我們都說是雷射光秀,但究竟是不是雷射光呢?常見的雷射光是筆直一條的,從光束粗細與後來發散,影片中的藍色綠色是燈光不是雷射光。如果有這麼粗的雷射光,而且還好幾束往天上亂照,應該就變成很可怕的武器了!有些晚會表演上會出現綠雷射光投射在牆面形成圖案,但很少往天照,也會盡可能避開人群及其視線。

綠光雷射,基本上不需要空氣中特別存在煙霧,也能看到一道明顯綠色雷射光束。以一般常見簡報用的紅光雷射(筆)為例,投射之後只會在目標物上產生一個光點,如果想看到光束,得特別製造煙霧。可是市售的綠光雷射投影筆、指星筆,除了光點之外,卻可在空氣中看到劃出一條綠色的直線(綠色光徑)。難道綠光雷射不需要煙霧微粒也能散射?這跟綠光的頻率(波長)有關,紅光雷射筆(波長650nm或635nm)、綠光雷射筆(波長532nm)、藍光雷射筆(波長450nm)。綠光波長較紅光小,只要空氣中有氣體分子,這些粒子就能使綠光的散射(瑞利散射)被看見。如果在真空中,沒有微粒使光線散射,即使是綠光雷射也不會被看見。

「若這幾道綠色光束真的是雷射光,為什麼會很可怕?」除了受光的頻率影響,也跟功率有關。一般的簡報用的功率較低約5mW~10mW,但高功率的綠光雷射具有危險性,會將氣球燒破。這段影片是綠光雷射的點火柴示範:

這段影片用的是藍光:

也可以再看這段,從新聞中學習與討論,更要強調這些雷射光(雷射筆)的危險性:

另外,紅光雷射只要功率大,也能應用在雕刻象牙:

下面這段影片告訴我們,雷射真的是武器:

這堂課(這篇文章),除了欣賞2013年的燈會之外,也看到了關於雷射光的一些影片。記住:就算雷射筆能很輕易的買到,它還是具有危險性的玩意兒。使用雷射筆絕對不可以對著人體,更不能直視眼睛。雖然綠雷射劃破天際,讓我們在繁天星斗中找到想要的星星,但亂照天空干擾空中飛行器或製造光害,是很自私又危險的舉動喔!

延伸閱讀:雷射筆的光學 (中山大學製作)

 

2015-04-03

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