由此,基爾霍夫想到了太陽光譜中的幾百條夫琅和費線,它應該是由太陽外層大氣中包含的多種物質的吸收所造成的。例如,既然在太陽光譜的暗線D1、D2中有鈉的黃色特征線,那麼,由此可以推斷,太陽大氣中必定含有鈉元素。

夫琅和費暗線之謎解開了。從此開創了天體物理的新紀元。在此之前,人們通過望遠鏡隻能觀察天體的外部麵貌,而無法研究天體的內在結構(例如某天體是由哪些元素構成的),因為你無法親自到這些天體上去看個究竟。有了天體光譜的研究後,天體的構成之謎就逐一解開了。目前,已對上千條太陽光譜中的暗線作了認證,在太陽上找到了67種地球上有的元素。同時,天體物理學家研究了其他的恒星光譜,大大豐富了人類對宇宙的認識。

擋光玻璃

看見這個題目你一定認為是把“擋風玻璃”寫錯了。汽車駕駛員前麵的那塊玻璃,因為能擋住迎麵而來的疾風,所以叫“擋風玻璃”,但是,駕駛員們卻希望它還具備另一種功能。夜間開車時,迎麵駛來的車輛如果開亮大燈,耀眼的燈光會使駕駛員睜不開眼來,這就很容易發生事故。為此,相對駛過的車輛在交會時,一般都關掉大燈而用黃色小燈,同時彼此減速。不過,這樣一來又要影響行車效率。有什麼辦法可以既不關前燈和減速,又使雙方駕駛員感到燈光不炫眼呢?偏振光可以幫忙。

讓我們把車輛大燈的玻璃和駕駛室的擋風玻璃都換上偏振玻璃,而且使前燈偏振玻璃的偏振化方向和擋風玻璃的偏振化方向成45°角。這樣,從對麵車的前燈射來的偏振光因為與這邊車的擋風玻璃的偏振化方向成90°角,相互正交的狀態使透過的光強接近於零,於是這邊的駕駛員就不感到炫眼了。對於那邊的駕駛員來說,由於前燈射出的偏振光與自己前麵的偏振玻璃的偏振方向隻成45°角,所以他仍能看得見前燈射向前方的光。

穿牆照相

若說眼睛能透過牆壁看到屋裏的東西,那是騙人的事情。然而,利用現代激光技術做到“穿牆照相”,卻是不遠的事情了。

大霧天開車時,後麵車輛的駕駛員隻看到前車尾部的輪廓。如果這個駕駛員想看得更清楚一點而打開前燈,那他就錯了。這樣做不但不能看得更清楚,反而使前車的輪廓也不見了。這是怎麼回事?原來是“後向散射”在搗鬼。當後車前燈發射的光射向前車時,前車的尾部當然會反射一部分光,但沿途被霧粒散射的光也不少,其中向正後方散射的光叫“後向散射光”。大量因霧粒產生的後向散射光的存在,大大提高了背景亮度,以至把從前車反射回來的“目標反射光”都湮沒了。於是,駕駛員就更看不清前麵的情況。

但是人們想出一個巧妙的方法,可以“穿霧照相”。在大霧天給較遠的目標拍照,為了克服後向散射的影響,可以先向目標發射一部分激光,事先在照相機前麵放置一個能高速開關的快門,並使它在激光信號從發射到反射至快門之前的整個期間都處於關閉狀態,由於快門始終關閉,所以霧粒產生的後向散射光,絕大部分都被拒之快門之外。一直到目標反射光返回照相機時,快門才突然開啟,等反射光(當然也有很少一部分同時到達的後向散射光)全部進入照相機後,快門才關上。這樣,我們就獲得一張前方目標的比較清晰的照片。

現在,人們依靠這種“穿霧照相”技術,不僅能穿透濃霧看清物體,而且在暗無天日的海底,能照見100米開外的物體了。據報道,利用這種技術,加上能穿透布料的紅外激光,已經能穿透幕布進行照相。將來,當穿透能力十分強(能穿透磚石)的γ射線激光器發明時,利用γ射線來照明目標,穿牆照相就能實現了。

霧天“通行光”

大霧彌漫時,汽車必須開亮霧燈才能行駛。霧燈照射出來的光是黃色光,選擇黃光作為霧天中的“通行光”,經過了科學家的精心考慮。

霧燈的光必須具有較強的散射作用,才能讓光束盡可能向前方散布成麵積較大的光簇。根據物理定律,波長越短的光越容易被散射。黃光的波長約為56×10-7米,紅光則在76×10-7米左右,黃光的波長比紅光差不多短1/3,所以黃光的散射強度要比紅光強得多,這就是霧燈采用黃色光而不用紅色光的道理。

綠色光、藍色光乃至紫色光的波長不是比黃色光更短嗎,為什麼不采用它們作為霧燈的燈光呢?要知道,綠色光早已被“委以重任”了——紅綠燈上占了一“席”之地。藍色光和紫色光雖然波長很短,但是它們有兩大缺點使其不能成為霧燈的光:一是藍色、紫色的光色較暗,不易被發現;二是這兩種色光的顏色與戶外傍晚、黎明和陰天時天空的顏色十分接近,而大霧恰恰最容易在這樣的時候彌漫大地。在這樣一種“天幕”大背景的襯托下,再用藍色或紫色光顯然不符合要求。