神奇的激光

    激光是20世纪的重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”和“最奇异的光”．

    激先是一种颜色单纯的光，激光器发出的光通过三棱镜后不会被分成不同颜色的光．

    激光具有超强的能量密度，可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温．工地上，激光刀可切割坚硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好．激光刀还是外科医生的好帮手，用它做手术没有丝毫机械撞击，而且又快又精准，大大减轻了病人的痛苦，如血管瘤、脑部手术等．

    激光单色性好、方向性强、测距精度高，使得测量人造卫星、月球等远目标的距离变成现实．宇航员在月球上安放激光反射器．激先器从地球向月球发射一个激光脉冲信号，月球上的反射器能够将激光脉冲原路返回，激光脉冲从发出到接收时间间隔为2.56s．

    激光也被作为电影素材，在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能怿放出一道长约1m的纯能量束，战斗时悄无声息．

星系在远离我们而去

当一列火车迎面驶来时，我们听到的汽笛声音调会升高（即声波的频率升高）；当它离我们远去时，音调降低（即声波的频率降低），这一现象叫多普勒效应．

不同色光的频率不同．光同样可以产生多普勒效应，当光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化．变化的规律与声音相同．

20世纪天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移，称为“红移”．这一现象说明，星系在远离我们而去．哈勃研究了24个距离已知的星系，由它们发出光频率的偏移推算出他们退行的速度，画出它们退行的速度v与它们离我们的距离r的v-r图像，如图所示．图中只标出其中四种星团，横坐标单位中的l.y.是光年，它表示光在一年内所通过的距离．分析图象，哈勃总结出v和r之间存在简单的正比关系，即：v = Hr，H为哈勃常数，这便是“哈勃定律”．

为解释哈勃定律，科学家提出“宇宙大爆炸”理论．认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设我们就位于其中心．大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动，远离我们而去．