雷射筆能照到月亮嗎（雷射的科學趣聞）

2023-10-31 11:52:46 2

我們都知道雷射是能量密度高度聚集的光束，不論是亮度還是傳播距離都比普通光線要強得多，如果把雷射對著遙遠的地方照射，比如月亮，會有什麼樣的效果呢？

答案是什麼也看不見，因為雷射在遠距離傳播過程中會發散，當距離遠到一定程度時，其可見光斑過於弱小，大大低於人類肉眼可見的範圍了。

這一結論是一群天文學家推斷出來。在一次天文學會議上，科學家討論到銀河系外的光子該如何探測，其中有工作人員受此啟發，做了個簡單的數學模型，想看看銀河系外的外星人能不能發現地球的光子。

在此之前，為了對亮度有個直觀的認識，我們有這麼一組數據可以了解：北極星是少數在城市光汙染影響下還能被看見的星星，其亮度約每平方米十億分之一瓦；滿月比北極星亮了近一百萬倍，亮度是每平方米千分之一瓦；最亮眼的當屬正午太陽，其亮度約為每平方米1000瓦，大約是滿月的五十萬倍。

回到開頭的問題，對於月亮這種距離，我們只需其中三個簡單方程式即可。

首先是發散度：（雷射波長）/（π×雷射器的孔徑）

而後是光斑大小：π×（光束髮散度×距離）^2

最後加上雷射器功率得到具體的數值大小：（雷射功率）/（光斑面積）

由此我們可知，距離越遠，亮度越淡。一支常見的雷射筆，在近距離發出的光芒落在眼球上，將比正午太陽還要亮30倍，此時的雷射極其危險，需要小心而謹慎使用；在光束髮散度不變的情況下，距離每高10倍，其光斑大小就將擴大百倍，到了100米範圍，雷射筆更像一個大功率燈泡，仍舊刺眼，但殺傷力已大大減弱；如果是在飛機上，那雷射筆的光點將稍弱於月光，很容易因為雲霧或其他光線幹擾而不被看見。當雷射筆的光束照射在月球上時，其直徑將達到數十公裡，其亮度也已經無法被肉眼捕捉了。

當然，如果加大力度，雷射也是可以在月球上留下印記的。目前各國軍方都在研製高功率雷射武器，其中用於對付飛彈的殺傷性雷射，功率已經高達50萬瓦。雖然這種雷射是肉眼不可見的紅外雷射，但我們先不管它，把這種殺傷性雷射對準月球，我們可以得到一個直徑2公裡左右的紅外線光斑，雖然亮度還不及陽光的千分之一，但放在月球背面，已經足夠留下印記了。

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