USAP2018年Science主題分析：如果暖氣也像激光這麽普及就好了

USAP2018的主題是“60年代”，Science部分主講“激光”。激光在我們(men) 生活中的應用，隨處可見。

作為(wei) 生活在都市的現代人，無論是去商場超市還是學校醫院，甚至隔壁菜場的王阿姨和的士司機張叔叔，都會(hui) 在收錢的時候問上一句，支付寶還是微信啊？我大中華的電子支付已經成為(wei) 了著名的“新四大發明”之一，甚至有老外專(zhuan) 門在北京體(ti) 驗了一天無現金生活。

那麽(me) ，這個(ge) 經常被用到的付款碼，跟USAP到底有什麽(me) 關(guan) 係呢？大家應該會(hui) 留意到，每次店員掃你的付款碼的時候，都會(hui) 拿一個(ge) 類似探頭一樣的東(dong) 西，這個(ge) 探頭叫做掃碼槍，而它發出的紅光，其實就是激光。類似的場景也會(hui) 出現在圖書(shu) 館借書(shu) 和還書(shu) ，醫院取檢驗報告單，甚至我今年在洛杉磯環球影城入園的時候用的也是條碼電子票。可以說，條碼和激光掃碼槍在我們(men) 的生活中無處不在。

這些條碼是由黑白相間，粗細不等的條紋構成，當激光掃過條碼的時候，暗色條碼會(hui) 吸收激光，而其間的白色條紋則會(hui) 反射激光，條碼越粗，吸收的光就越多，反射的光強就越弱，反之亦然。這些反射的光被光敏二極管吸收，並轉化為(wei) 一係列電信號，信息就這樣被保留和傳(chuan) 遞。這個(ge) 設備早在1974年就出現了，最初使用的是氦氖二極管，逐漸演化成現在廣泛使用的，體(ti) 積更小價(jia) 格更低的光敏二極管。

激光在生活中的同樣廣泛應用在醫療特別是手術方麵，在牙科，皮膚科和眼科都有應用，一個(ge) 很多人熟悉的例子就是洗掉紋身。其基本原理是，通過激光照射紋身的顏料，用最容易被顏料分子吸收的波長照射，破壞顏料分子，從(cong) 而洗掉紋身，成功與(yu) 否取決(jue) 於(yu) 顏料本身的特征。所以作者特別提示，紋身之前要仔細考慮，切莫逞一時之快，可能沒法洗掉或者洗的很不徹底呢，那就有點尷尬了。

類似的原理在更早的時候被用來發現元素，我們(men) 上次講過，原子處於(yu) 基態的時候能量最低，當電子吸收光子的能量後，就可以躍遷到更高能級；反之，當電子從(cong) 高能級躍遷到低能級甚至基態的時候，會(hui) 放出光子。當光子被原子吸收，本來連續的光譜中就會(hui) 出現暗線，反之會(hui) 出現亮線。每一種元素電子躍遷吸收或放出的能量不同，吸收或放出的光子的波長也不同，但同一種元素在吸收光譜中暗線的波長與(yu) 發射光譜中亮線的波長對應，這樣的譜線稱為(wei) 特征譜線，也就可以用來鑒別元素了。例如，1868年科學家發現，太陽發出的光在通過周圍的氦氣的時候形成了一係列特征譜線，進而推出這種譜線屬於(yu) 當時未發現的氦元素。

其實激光還有很多用途，甚至有些還沒有被人們(men) 所發現和廣泛利用，但下次你去便利店結賬出示付款碼的時候，可以想象一下，如果沒有激光，你的生活可能沒有這麽(me) 便利呢。科學不隻有抽象的實驗，更有滲透到我們(men) 生活每個(ge) 角落的應用，這樣的科學，你一定會(hui) 有興(xing) 趣的。