光学是初中物理中一个既蹙迫又具有一定难度的学问点，尤其在中选取，它经常动作考试学生轮廓期骗才气的枢纽实质。

激光动作光学限制的一个蹙迫分支，具有好多专有且引东谈主驻守的性情，这些性情使得激光在日常生涯、科学研究以及工业应用中发扬着不可替代的作用。

通盘来意志意志激光，增长学问点吧！

插足工业社会以来，东谈主类在天然环境里留住的陈迹越来越多，给环境形成的期凌，尤其是对大气环境的期凌越来越严重。

为了更好地研究大气环境、了解大气环境变化背后的神秘，中国科学家启动用激光“会剿”大气期凌物，这等于本文的“主角”——激光诱 导击穿光谱本领。

击穿大气期凌物！

激光率领击穿光谱本领，别看它名字长，其实并不难解。

什么是激光

咱们在演唱会中，平日能看到五颜六色的灯光，有些等于用激光营造的舞台效劳。高速公路上也有一些绿色的“防疲钝激光灯”，在夜间这些激光灯不错起到栽种驾驶员的警惕性、戒备疲钝驾驶的作用。除此除外，生涯中咱们还平日能见到激光笔、激光打印机等。

“LASER”是激光英文缩写，音译为“镭射”，1964年，按照我国有名科学家钱学森的提出改称“激光”。激光具有单色性与标的性好、能量高档特质，一支小小的激光笔就不错把洋火焚烧，因此，为了安全起见毫不成用激光笔对着眼睛照耀哦！

什么是光谱

佩戴着极高能量的激光，蚁集灼烧样品后，样品被激励至高温等离子体（高度离子化而全体呈电中性的气体）现象。那么，处于高温等离子体现象的物资是凭借什么传递信息的呢？谜底等于——光谱。

300多年前，英国物理学家牛顿不雅察到，当一束太阳光过程三棱镜折射后，就被理解成了次第陈列的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种神志的光。想必同学们也有肖似的体验：让阳光通过透明的尺子，墙壁上就会映出彩虹的神志；洒水车在喷水时，也会出现小小的彩虹……

事实上，咱们生涯中见到的大多数光，王人是由多种神志的光夹杂而成的复色光，红光、蓝光等不同神志的光王人有对应的波长边界。

复色光过程色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光，按波长（或频率）大小而次第陈列的图案，等于光谱。

光子是怎样产生的？

雷同，物资被激励至高温等离子体现象时，也会发出不同波长的光子。那么，这里的光子是怎样产生的呢？

咱们知谈，原子由一个原子核和好多围绕其高速运转的电子构成。这些电子在能量上下不同的轨谈上运行。电子过程激励后，便会从本来的轨谈调度到其他轨谈上。当电子从高能级向稚子级跃迁时，把柄能量守恒定律，能级差的能量并莫得消除，而是会以辐照光子的时势开释出来，这等于物资受到光激励后发光的原因。

如指纹般惟一无二

事实上，关于不同的原子来说，电子轨谈之间能量差是不同的，因此辐照出的光子其波长也各不调换。如同咱们每个东谈主的指纹一样，这也成了每种元素惟一无二的秀丽。

被检测物受到激光照耀后，会发出波长不同的光子；不同波长的光子构成了光谱，研究东谈主员惟有在光谱中找到光子对应的位置和强度，就能笃定被检测的是什么物资。用激光将样品激励成等离子体后，所发出的光子就会被光谱仪探头相聚，并由光谱仪获得光谱，再在电脑上及时地显深入来。通过对光谱特征的分析，咱们就不错笃定样品的元素要素和浓度啦！这等于激光率领击穿光谱本领能成为大气环境监测的好帮忙的旨趣。

大气环境监测的好帮忙

让咱们把办法重新投向大气环境探伤限制。现在大气期凌物的种类纷纷复杂，举例大气颗粒物、碳排放、蒸发性有机化合物等，这些大气期凌物会诱发酸雨、雾霾、光期凌等环境问题。濒临种类高贵的环境问题，激光率领击穿光谱本领能发扬什么作用呢？

监测大气颗粒物

在空气质料预告中，咱们平日能见到“PM2.5”“PM10”两个筹谋。“PM”来自颗粒物（Particulate Matter）的英文首字母，自后的数值则代表了对应的颗粒物粒径。天然大气颗粒物只占大气要素中的很小一部分，但它们会径直对东谈主类的呼吸系统等形成伤害。期骗激光率领击穿光谱本领，咱们不错完了对纸张、秸秆、烟草与蚊香等咱们生涯中常见的物品烧毁所产生的烟雾的探伤。

监测碳排放

碳达峰、碳中庸、碳轮回、低碳生涯……这些咱们耳濡目染的词汇里，王人能见到“碳”的身影。自工业翻新以来，东谈主类无数使用化石动力，向大气排放了无数二氧化碳，导致公共变暖。激光率领击穿光谱本领不错更高效、简单地跟踪碳的“踪影”，为碳浓度高效测量和碳同位素识别提供新想路。

监测蒸发性有机化合物

不管是马路上汽车排放的尾气，仍是工场里烟囱冒出的黑烟，王人藏着肉眼看不见的期凌“元凶”——蒸发性有机化合物，英文为Volatile Organic Compounds。

利用激光率领击穿光谱本领对蒸发性有机物进行探伤后，研究东谈主员就能得到这种物资对应的光谱，从而笃定该种蒸发性有机物的要素和浓度。

随意的旨趣、并不复杂的安设瞎想……在改日，不管是大气澹泊的万米高空、仍是漆黑幽邃的大洋深处，或是虫蛇横行的热带雨林、杳无东谈主烟的沙漠之海……王人将是激光率领击穿光谱本领大有可为的舞台。

本文节选自《学问等于力量》杂志2024年4月刊《用激光“会剿”大气期凌物》，通过探讨激光本领在守护大气期凌方面的后劲和应用，为青少年们拓宽了物理学科学问，也为青少年们提供了新的视角来看待和惩处环境问题。

盛开《学问等于力量》杂志，你会被其中涵盖的粗鄙学科学问所摇荡。从物理学、化学、生物学到地舆学、天体裁，再到环境科学、工程本领等多个限制，每一篇著作王人过程悉心的打磨。不妨抽出时分翻阅一下这本杂志，让学问的力量为你的改日插上翅膀吧！

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