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第二部分4(第2页)

科技工作者还作过对比实验,把经过激光处理的青铜器碎片同没有经过激光处理而用其他方法处理的碎片,同时放人一只30℃以上湿温较大的箱子内。在潮湿、高温“考验”几小时,取出来后发现,用激光处理的碎片,除个别表面有一到两处锈斑之外,几乎都保持光洁;而用其他方法处理的碎片,表现锈斑点点,还出现粉末。

这说明,激光在处理青铜器的同时,也给它“穿”上了一件长寿衣。

科学家们分析认为,用激光处理青铜器时,促使表面的结构更为致密,阻止了空气中氧和水蒸气的入侵,因而就有了“长寿”的效果。

无疑,是“长寿衣”给了青铜器以长寿。

要知道,许多出土文物,经过人工的挖掘和大自然风雨剥蚀,不可避免地会出现小裂纹,或发生断裂,现在可以请激光来帮忙,用激光修补和焊接。

让人不可思议的是,修补后的文物,完好性同原来的别无二致,看不出有什么修补的痕迹,看上去更“神奇”,更有光彩。为文物“体检”

历史文物,蕴含了人类文明的信息,因而世界各国都十分重视文物的管理和保护工作。

很有意义的一项工作就是为文物“体检”,及早发现“隐患”,采取相应的“治疗”措施,使文物流传于世。

人们要完成这项工作,便请明察秋毫的激光来帮忙。

古代画家菲奥伦廷诺创作的木板油画“圣凯特琳娜”是15世纪的著名作品。经过几个世纪的风风雨雨,画内是否出现“毛病”呢?

一次,科技工作者用激光全息干涉测量法,对该画做了一次“体检”。

首先,用激光给油画拍摄一张全息照片。

其次,沿着画表面,通过约40℃的干燥暖气流,并在同一张底片上再拍摄一次油画的全息照片。

再次,把底片冲洗显影处理后,用激光再现全息照片的像。

于是,在全息再现像上会看到一组干涉条纹,它是由两次拍摄的全息照片再现像干涉产生的。

科学工作者发现,干涉图上局部地方的干涉条纹出现畸变,可见,油画已有“病症”在身。

通过顺藤摸瓜,终于找出了“病症”所在,是底漆与底部之间有细小脱粘,部位就在干涉条纹出现畸变对应的地方。

利用激光技术,可以查明文物先前有没有被修补过。

15世纪的雕刻家道纳太罗的涂漆石膏木雕“施洗礼者圣约翰”,是文艺复兴时期比较重要的艺术作品,非常珍贵。

那么,在漫长的500多年的岁月,有没有被修补过?凭人的肉眼无法判断。

利用激光全息干涉进行检查,发现这尊木雕像的小腿附近曾修补过,还加了一块石膏粉补丁呢。

所有这一切,都是激光技术的功劳。

巡天遥测污染源

由于人类以前所未有的热情投入了海洋的开发和利用,使得海上运输、海上采油、海上采矿等显得热闹非凡,但同时带来的问题就是海洋的污染。而有效地对海洋进行污染情况的监测就成为当务之急。

通常用巡逻艇携带仪器进行海洋监测,耗资大而效率低,所以近年来各国均倾向于用飞机进行巡逻监测。

德国克鲁伯马克机器制造公司,与合作者共同开发了一种由空中监测海上污染的组合式测量传感器,并为装载在Do228型飞机中的这套系统,提供了整套执行任务的计算机软件。

与以前测量传感器相比,新设备作了一系列改进,尤其在识别油污染方面,它具有特高的测量精度。其原因是采用激光雷达进行海面扫描,用高灵敏的光学传感器分析海面反射回的信号。这种传感器不仅能测出油层的厚度,更奇妙的是它还能识别油的种类,并能辨别海藻及确定其他发光有害物。新型数据流传送装置用于空中—地面联络。飞行结束后,由地面计算机处理所获得的数据,形成一份详实的报告材料。

利用该系统,还可以检验海洋流动力的相互作用情况,研究淡水与咸水的混合。激光雷达能激发河流输送到海洋中大量植物有机染料发出的荧光,跟踪这些材料在海洋中的分布和稀释,是了解污染河水对水下生物影响的重要手段。激光雷达也能激发海洋生物中浮游植物包含的叶绿素发射的荧光,这样就可以测得海洋中的生物含量。

汪洋激光建牧场

在呼伦贝尔大草原上,牧民们用土墙或栅栏把一定的区域围起来,或是养草,或是放牧。随着科技的发展,原来的木栅栏换成了铁丝网,上面通上高压脉冲电流,当牛羊一碰上便被电击一下。虽然电压高,但由于电流非常微弱,所以,对牲畜没有什么危险。时间一长,牲畜由于条件反射,便不会越过围栏了。这种装置被牧民称之为“草库伦”。

那么,能不能把“草库伦”移到大海上去呢?长期以来人们尝试了许多种办法。如使用浮漂、栏栅及护网等工具,把鱼群圈在一定的区域内活动。但这些方法都存在着维护管理困难、捕捞船带来的污染、浮漂阻碍海水交换而引起水质恶化等问题。所以“海洋牧场”的设想一直未能找到有效的途径来实现。

随着激光应用领域的不断扩大,一些国家的科研人员就想到了用激光在海上建立类似于电栅栏草库伦的海上养殖场。

日本某研究机构对用激光控制鱼群活动的设想进行了试验。试验分为用激光诱鱼和用激光驱赶控制鱼群两个内容。

激光诱鱼试验。这项试验在室内小面积水槽里进行,该水槽是个容量为24立方米、平均水深50厘米的正多边形水泥池,为了比较鱼群在受光刺激与不受刺激时所出现的不同,池内每隔120度角,设了三个观察面(SO,S1,S2)其中SO面装有激光刺激系统,S1和S2面则没有。

激光系统用氦—氖激光器作光源,光为633纳米的红色可见光,输出功率为5毫瓦。另配有3套平行光纤系统、反射镜及驱动装置各一台,整个试验过程由计算机控置。

激光系统启动后5小时,鱼群没有明显反应。经过连续25个小时光照刺激后,鱼群对光产生了明显的变化反应。在激光照射后,鱼群对光产生了视认,所以被引诱到光源附近。经过后期连续的试验,并通过对获得的数据图表进行分析,发现激光在工作状态下,鱼群总是集聚在光源一定距离内游弋。继室内试验完成之后,他们便在海面上进行更大范围的试验。他们用底网、侧网等工具围成一个带有可开闭端口的9×18×2米的试验区。仍使用氦氖激光器作光源,但输出功率增加到10毫瓦,每小时耗电6瓦。使用了6组平行光纤系统。试验中没有室内水槽所用的扫描光束。进入试验后,每天下午6时后端口开放,激光系统同步工作到次日清晨6时,端口封闭,激光系统停止工作。经过3昼夜的试验后,对激光控制区域内的鱼群进行捕捞和统计。结果表明,65%以上设有标记的投放鱼群仍留在试验区内。而另一除激光系统外设备条件相同的对照组,则跑得一条不剩。这证明激光控制鱼群是有效的。

日本石川岛播磨重工业公司,在激光封闭和诱鱼的基础上,另辟蹊径,计划进行把鱼群赶进网内或指定海区的技术。其方法是,将激光束沿水平方向发射,形成“栅栏”,封闭一种较真鲷的鱼群。当激光照射时,真鲷便试图避免这种刺激。利用这种方法就可以控制和驱赶鱼群。

上述试验虽然取得了一定的成功,但也存在着许多问题。如光在水中的衰减很大,更长时间的光照刺激会对鱼产生哪些生理影响等,都有待于在今后的试验中予以认识和解决。

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