登陆注册
3373000000018

第18章 机遇故事(8)

啤酒冒泡的启示

原子核和电子等带电粒子非常小,例如原子核的直径只有10-13~10-12厘米,肉眼是看不见的。多少年来,科学家们一直在想方设法看到它们的踪迹。过去用一种“云室”去观察,但看不太清楚。

1952年的一天,26岁的物理学家格拉塞在紧张工作之余,打开了一瓶啤酒。啤酒冒出一串串气泡,他还在想刚才的实验,竟忘记了喝啤酒。过一会儿,气泡渐渐不冒了。格拉塞沉思起来,难道再也不能产生气泡吗?他将一粒沙子投进啤酒杯,只见沙子在下沉的过程中,沙子周围不断地产生着气泡。他又扔下一小撮沙子,这时啤酒就像沸腾了似的,产生出大量气泡。格拉塞从这小小的实验得到了启发,竟作出了一项了不起的发明,这就是能清楚地看到电子径迹的气泡室。

啤酒的气泡究竟给了他什么启发呢?

原来,啤酒里的气泡,是在高压下溶在啤酒里的二氧化碳气体。平时,碑酒瓶盖子紧紧地盖住瓶口,使瓶内保持一定的压强,啤酒里的气体就不会冒出来。一旦打开瓶盖,压强减低了,溶在啤酒中的二氧化碳气体就从啤酒中逸出来,变成大量气泡上升。刚冒空气泡的啤酒,还处在不稳定状态,过一会儿之后,气泡就减少了,逐渐趋于平衡。可是遇到沙子的扰动,平衡状态即被打破,就会继续产生气泡。

格拉塞回到实验室,把液态氢装在密闭的容器里,然后使容器内部突然减压,这时的液态氢就相当于冒过泡的啤酒,处在不稳定状态。这时,如有带电粒子射进液态氢,就在粒子经过的路径上发生“沸腾”,出现了一串串小气泡,这种情况就像在啤酒里扔下沙粒一样。啊,带电粒子终于留下了一条清晰的“足迹”,这条轨迹可以用高速摄影机拍摄下来再继续研究。在这个基础上,格拉塞经过一番努力终于发明了气泡室,从而导致其他科学家对介子和超子等未知粒子的发现。

气泡室的发明,为原子核物理学的研究提供了极大的方便,格拉塞因此获得了1960年诺贝尔物理学奖。

好马也吃回头草

在许多科幻电影中,未来人使用的武器发出的都是一道道灼热的光束,光束所击中的地方,目标熔化、爆炸。其实这种威力极强的光束的原型,就是我们现实生活中的激光。

激光是一种奇特的光,它的全称应该是“受激辐射光放大”。激光,顾名思义,它是受激以后才发生的光,而普通的光都是自发光。激光“组织纪律”性强,没有命令,绝不发光。激光具有“团队精神”,它发出的光“步调一致”,全都朝着一个方向,也就是说激光可以成为“束”朝着一个方向,以一个波长发射能量,这也是激光与普通光的区别。普通光都是普照的,就连太阳系最大的光源——太阳,都以它的阳光普照着大地万物。激光另外的特点就是它的亮度大,颜色纯,射程远。这些基本特性,决定了激光与普通光有着完全不同的用途。

发现激光的第一人是美国的物理学家梅曼。

当时的梅曼还是一个名不见经传的年轻人。他早年研究过原子、分子光谱,这为他以后试制激光器奠定了良好的理论基础。后来,他又研究红宝石激波激射器,并有了成功的实践。这些都对他日后的成功打下了基础。但他的成功同样离不开他的高尚品格——探索精神和敢于向权威的挑战。

梅曼从1959年8月才转到激光的研究上来,当时美国的无线电物理学家汤斯和肖洛已经研究相关课题近10年,并刚刚在《物理学评论》上发表了著名的文章,认为红宝石不容易实现“受激发射”。与此同时,苏联科学院列别捷夫物理研究所的科学家们也提出了类似的看法。面对国内、国际著名的专家、学者提出的设想与方案,梅曼参与了这场激烈的竞争。

但是梅曼还是给红宝石建立起了解析模型并加以计算,不过计算结果表明,用红宝石作为材料将很难工作。随后梅曼开始试用多种其他材料,但结果都不理想。而后,他又重新转向对红宝石的研究,他希望以红宝石为样品,寻找出相应的材料,这种材料应该具有红宝石一样的优点:结构简单,结实耐用,此外还必须具备量子效应高的条件,因为量子效应低是红宝石作为激光材料的致命缺点。

对红宝石的深入研究很快使梅曼打消了另外再找其他材料的想法。他发现:含铬量合适的红宝石可以成为产生激光的最合适的材料。经过实验证明,以强光照射含铬量0.05%的红宝石,竟使得发光时的效应高达权威们原来试验结果的70倍。幸亏他当初又回过头来研究红宝石,否则激光器的发明又要推迟了。看来,好马也需要吃回头草。梅曼解决了一个划时代的问题,迎来了胜利的曙光。

在成功的喜悦中,梅曼对自己的实验装置作了进一步改善。他把一根长1.90厘米、半径为0.95厘米的红宝石圆柱体两端磨平后镀上银,放在螺旋形氙闪光灯中心,然后逐渐增强氙闪光灯的强度。当红宝石受到强光照射时,突然发射出一束深红色的光,它的亮度达到太阳表面亮度的4倍,这就是激光!

1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器,我国于1961年研制成第一台红宝石激光器。从此,各种类型的激光器如雨后春笋,纷纷出现。激光与激光器的问世标志着人们掌握和利用光进入了一个新的阶段。从此,激光器的种类不断增多,性能不断完善,应用领域越来越广,在许多领域中激光还成了独领风骚的角色。

激光的亮度极强,是当今世界上最亮的人造光源。激光的方向性极好,发射角极小,几乎只沿着一个方向传播,所以激光能射得很远。它从地球射到月球40万公里的路程其光斑直径不超过两百米,这是其他光源绝对无法比拟的。

由于激光具备上述特点,它的用途十分广泛。激光在工业上可以作为热源对各种材料进行切割、钻孔等一系列处理。还能对长度、转速等进行精确测量。激光雷达还可以测量云层厚度和监测大气污染。在医学上,激光作为手术刀在眼科治疗、肿瘤切除方面得到了广泛的应用。

军事领域更是激光大显身手的舞台,当今最闻名的激光武器就要数激光制导炸弹了。

第一代激光制导炸弹名叫“宝石风暴激光制导子母弹”。炸弹上的“寻的头”可自动跟踪目标指示器射向目标并反射回来的激光束,炸弹通过追踪激光束精确攻击预定目标。第二代激光制导炸弹改进了制导和控制,并增大了导弹的航程。现在,激光制导炸弹已发展到第三代——“宝石路”激光制导炸弹,射程更远、精度更高、低空远距攻击能力更强。海湾战争中,激光制导炸弹大显神威,导弹像长了眼睛,准确击中各类目标,有的甚至钻入建筑物的门窗、通风口摧毁整个目标。

当然,激光在军事领域的应用决不只是“制导”。随着激光集注的发展,激光测距、激光雷达、邀光制导炸弹导弹、激光眩目致盲武器早已引起人们的极大关注。军事专家认为,未来空间、星际战争的主要武器都是激光武器。不要多久,科幻电影中和其他作品中所描述的场景,就会变成人类生活中的现实。

当然,激光最伟大的功绩还是为现代通讯技术打开了一条广阔的道路,它无愧为“现代化通讯员”的称号。

投机取巧也成功

1975年,美国密执安大学园艺教授里斯,在研究苜蓿的肥效时,偶然发现了三十烷醇对植物生长具有奇特的促进作用。

有一次,里斯带领学生到试验田里种植西红柿。他们用切碎的苜蓿茎叶做基肥,按照教授的要求,每顷地里应该施苜蓿肥117公斤。许多学生都严格按照老师的要求,耐心细致地劳作。可是,有一位学生平时总是马马虎虎,做事不大认真。这回他为图省事,投机取巧,每公顷地里只施了11.7公斤苜蓿肥。

然而,在收获时,施苜蓿11.7公斤的土地和其他施苜蓿117公斤土地相比,每公顷都增产1吨西红柿。这时,那个不听话的学生喜出望外,因为他一直担心自己施肥的那些地会减产。于是,这位学生便向老师认了错,说出当时的实际情况。这下子引起了里斯的怀疑:“怎么会出现这种怪事呢?”

为了弄清其中的奥秘,他着手分析了苜蓿中各种化学成分,并进行了认真的研究,结果一无所获。后来经过那位学生的认真回忆,才想起他将一瓶三十烷醇洒到了他施用的苜蓿肥上。“难道三十烷醇对西红柿的生长有作用?”于是,他又分析苜蓿的化学成分,结果发现了一种白色鳞片状结晶物质。里斯教授通过现代化手段弄清了它的结构,原来也是普通的三十烷醇。三十烷醇是一种普通的有机化合物,早在42年前就已被人们发现,人们一直把它作为一种化学试剂,陈列在试剂商店的货架上,没有任何人想到它对植物的生长会有这样奇异的作用。

里斯的这一偶然发现,使这种42年默默无闻的化合物一鸣惊人。三十烷醇经过了42年的漫长岁月,它的特殊才华才被发现,真可谓是“大器晚成”的化合物!三十烷醇是一种无毒的植物生长激素,广泛地存在于苜蓿、草莓、向日葵等植物中,各种石蜡和褐煤中都含有一定数量的三十烷醇。它化学合成简便,具有投资少、效率高等优点,是提高水稻、麦类、玉米、大豆、甘蔗、花生、胡萝卜、黄瓜、莴苣、蘑菇等多种作物产量的灵丹妙药。1克三十烷醇可喷施13~34公顷农作物,用量极微,收效甚大,真不愧为是“植物增长剂”!

落水的老鼠

20世纪30年代,国外化学家试图以合成的组氨酸钴络合物代替天然红细胞,制造人造血液,于是研究工作一直进展迟缓。

1966年的一天,在美国科学家克拉克的医药研究实验室里,一只实验用的老鼠突然从笼子里逃出,克拉克急忙捕捉。老鼠惊慌失措,四处逃窜,最后跌入一只装有氟碳化合物的容器之中。见此情景,克拉克又气又恨。为了不影响实验,他急忙去捞老鼠。他气得双手发抖,捞了半天,才将老鼠取出。他以为捞上来的老鼠一定会淹死。然而,当他将老鼠捞出后,那只老鼠抖了抖身上的水,迅速逃跑了。克拉克大为惊讶,为什么老鼠淹不死呢?

克拉克暂时停止手中的实验,转移到研究这种氟碳化合物溶液的功效上来。经过实验分析,他终于找到了老鼠不死的原因。原来,那种叫做三氟丁基四氢呋喃的氟碳化合物溶液,含氧能力特别高,大约是水的20倍。

这一发现,在克拉克看来并非重要,只是找到了老鼠没有被淹死的原因罢了。可是,它被生物学家和医学家得知后,却如鱼得水,派上了重要的用场。

同类推荐
  • 别让它们离开我们

    别让它们离开我们

    告诉我们濒危,濒危,为什么我们要等到某些物种濒危了才去采取保护措施?动物、植物都是有生命的。也许有一天,洪水暴发,沙尘暴暴发,人类即将灭绝,那时你还能犹豫吗?也许有一天,动植物将全部死亡,那时你才想到现在不该不植树造林吗?要是植物全部灭绝时,你还能呼吸到现在的新鲜空气吗?我们都不会想过这样的生活,那么,我们就动起手来吧,一起美化我们的绿色家园,创造美好环境,保护动植物!只有这样,人类才会创造出未来的美好环境。
  • 煤炭能源:知道这些就够了

    煤炭能源:知道这些就够了

    人人都知道煤炭,可你知道煤炭从何而来?如何进行开采?会带来哪些环境问题?要如何应对这些负面影响呢?本书将为你揭开煤炭能源的神秘面纱。
  • 绿色生活

    绿色生活

    绿色是生命的象征,如果没有绿色,我们的绿洲就会变成沙漠,我们的河流将会干涸,我们的天空会变得黑暗,我们的生活会不堪设想……倡导绿色生活,从每个人做起。
  • 军事战争未解之谜

    军事战争未解之谜

    本书的主要内容有:古代战争之谜、近代战争之谜、现代战争之谜、战争人物传奇、神奇的军事工具等。
  • 滑板运动:知道这些就够了

    滑板运动:知道这些就够了

    您喜爱滑板运动吗?您想知道滑板运动的来龙去脉吗?您想既安全又顺利地学会滑板吗?如果答案是其中的一种,那么,本书就是为您量身定做的!且听畅销书作家戴尔·沃勒为你娓娓道来。
热门推荐
  • 李大钊与早期中国共产党

    李大钊与早期中国共产党

    从现代政治学、现代政党文明的视角。全方位、体地展示和解读李大钊在中国共产党创建前后的思想发展及其政治实践,剖析李大利政党观总结其建党理念,揭示李大钊在矢志于中华民旌解放事业的道路上如何把马克思主义与中国国情相耐接,探索马克思主义中国化之路。
  • 情祸

    情祸

    我听过那样的一句话,爱是含笑饮砒霜,说的就是我和乔易航我爱他,他也爱我,但偏偏隔在我们中间的东西太多,让这份爱情变了质。曾经我站在角落里,看着他的婚礼现场,没有阻止的权利,只能让心碎成一片一片。而后来,他出席我的婚礼,却是坐在亲属席上,以长辈的身份祝福我!有些时候,爱情是注定要被牺牲掉的。--情节虚构,请勿模仿
  • 查拉图斯特拉如是说

    查拉图斯特拉如是说

    弗里德里希·威廉·尼采(1844—1900),德国哲学家,他在1883—1885年间完成的《查拉图斯特拉如是说》是一部诗体小说,象征了尼采中期作品的终结和晚期作品的开端,这本书成为尼采最知名也最重要的一本著作。在这部书中,尼采使用了类似于新约圣经以及柏拉图对话录的风格,同时也相当类似于前苏格拉底哲学作品的语调,以查拉图斯特拉(琐罗亚斯德教的创教先知)这一角色为媒介,由他四处进行哲学演讲,描述他的旅程以及各种听众对于其哲学的反应。这些听众的反应就可以视为是对于查拉图斯特拉(以及乃至尼采本人的)哲学的评论。
  • 盛世暖嫁:老公超放肆

    盛世暖嫁:老公超放肆

    当初那个说会娶她的人,终究娶了别人。而她要嫁的人,竟然是拿着自己父亲的性命威胁自己的男人。“顾行北,你禽兽!”被逼到角落的她瑟瑟发抖,却负隅顽抗!其实明眼人都知道,顾行北再阴险,再禽兽,也不曾亏待过她沈糖半分!
  • 白居易诗选

    白居易诗选

    白居易是唐代的诗作大家,是中国诗史上的难得的诗人。本书是其诗作的精品选粹,收入诗近200首,都是流传久远的佳篇、代表其创作成就的力作。作品所依版本可靠;注释准确简要,必要处作串讲;所设“解读”一项概括全篇要旨和赏析诗作的艺术特点,分析细腻独到,语言流畅清新。该书由此可使读者在精悍的篇幅之中欣赏到白居易创作的精华,洵为善本。
  • 锦绣山河不如你

    锦绣山河不如你

    尘归尘,土归土。宇宙中最孤独的星球,终于有外来访客,你确定不是来耍我们的?
  • Novel Notes

    Novel Notes

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 阴魂不散Ⅱ

    阴魂不散Ⅱ

    本书是继阴魂不散之后的故事,梨花带来的诅咒还没有停止,死去的人们就是死去了,可是这些事情不是随着死去的人而淹没在这个世间,正所谓人间正道是沧桑,区区一介人生又能奈何。且看阴魂不散II之魔高一丈。
  • 无能胜大明陀罗尼经

    无能胜大明陀罗尼经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。