科普-中华学生百科全书-第317章
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拍一摇一摆。这样的表演吸引许多孩子，连成年人也感到新奇。在这里，激
光束成了主要演员，而电脑充当了导演的角色。
法国一个演出队到上海来表演激光电子音乐，就是这种电脑控制的激光
束在空间和天幕上画出来的各种图案、文字，配上几个电子乐器奏出来的乐
曲构成的声、光立体画。给人印象最深的是明亮的蓝光、绿光束扫出来的方
形光柱。光柱渐渐收细，再慢慢扩张，好像空间也在一缩一张。忽然，喷雾
器喷现一阵阵烟雾，烟雾和激光柱混为一体，光柱扩张时，看起来好像波涛
在翻滚，又像黄山上的云海。演员从光柱中向观众走来，简直像是从碧波中
浮出来的。这样的表演加上节奏感强烈的电子音乐，使人觉得像是在仙境之
中。
这样的音乐会，可以说是用激光给音乐“染色”。有人称之为“有色音
乐”或“彩色幻想音乐”。科学家也发现，人眼在不同音调影响下，对颜色
会有不同的感觉。所以也可以说，用音乐为激光增色。在优美的音乐声中展
开激光画面，能使人对激光的色彩产生特殊的新鲜感，激起感情的共鸣，产
生神奇的幻觉。
激光道具、激光特技也开始在电影中应用，出现了激光手术刀和用激光
制作的特技镜头。
激光也开始成为艺术家手中的特殊“画笔”和“雕刻刀”。雕刻家已往
雕刻艺术品，不仅是一种创造美的形象思维活动，也是一种繁重的体力劳动。
雕刻家的工作室会不断传出凿子的声音。用激光“刀”就安静得多了，雕刻
家也可以省下许多精力，放到艺术创作上去。激光雕刻可以用绿松石、彩色
有机玻璃、彩色塑料等不太坚硬的材料，也可以用比较硬的彩色宝石。雕刻
家可以调节激光“刀”的强度，先用大功率激光雕刻出雏形，再用功率较小
的激光精雕细刻。因为激光“刀”用起来比钢凿自如得多，刻出来的形象也
更为逼真。
用具有关节的激光“刀”可以做得相当灵活，如用上光导纤维，就比一
般画笔更灵活了。艺术家尝试用激光“刀”在玻璃板上刻蚀作画。这种刀刻
蚀速度很快，也无需艺术家用力，所以作品的笔调特别流畅、明快。
各种激光雕刻机正在走向市场。艺术家的手笔通过雕刻机可以成批复
制，形似神似。几何图案的制作更是雕刻机的拿手戏。还有一种激光雕刻机
和计算机相结合，并和电视摄像机相联结。你坐在摄像机前，看着一个荧光
屏，从变化不定的表情中选取一帧最满意的，一按电钮，这一微笑的影像就
凝固在荧光屏上并输入计算机，经过图像处理变成控制激光束的信号；受控
制的激光束就能在木板、玻璃、塑料或陶瓷上刻上你的肖像，配上新型的框
架，就成为一件艺术品。当然这样的雕刻机也可以刻出摄像机摄入的其他图
像、可以刻出计算机产生的各种图像。
摄影家也开始使用激光了。有人用激光把彩色照片上的色彩分离出来，
变为各种电信号，再用计算机根据作者的意图合成种种新的彩色照片，可以
变成色彩和原来成互补的照片，也可以色彩稍加强调，成为一张特色照片。
现在激光摄影已成为艺术百花园中的一朵奇葩。
地处上海市郊青浦县的大观园中曾展出过“金陵十二钗”的塑像。一个
透明的圆筒，缓缓旋转，中间除一只小小的碘钨以外，空无一物。观众透过
圆筒中心看去，却能看到林黛玉举手拂袖，徐徐而动。依次看去，薛宝钗、
贾探春、王熙凤个个会笑会动，栩栩如生，就如缩小的真人在筒内一样。这
种艺术新品引来了大批游客，还被外地旅游点邀请去展出，成为受人欢迎的
旅游项目。
其实，这是一种称为环视 360 度全息照相的新型摄影艺术作品。
当然，红楼梦人物是戏曲演员扮演的。演员按技术人员要求做慢动作：
举手、说话、微笑等等。同时一台电影摄影机围着演员边转 360 度、边拍摄，
摄下 2000 幅左右的照片。然后在实验室把这些照片合成到一张大胶片上，每
一幅照片在胶片上只占不到 1 毫米的一小条。合成以后把大胶片卷在有机玻
璃筒上，做好支撑旋转的架子，就成了一件赏心悦目的艺术品。
这是一种特殊的全息照相，也具有立体感，圆筒一转，人眼看到的图像
不断变化，就像电影一样，时而微笑，时而眨眼，非常逼真。
激光正在渗透到文化艺术的各个领域中去，它与人们日常生活的关系更
密切了。不久的将来，激光也许会成为人类精神生活中的重要角色。
激光加工技术
激光钻孔机
在激光钻孔机问世之前，对各种机械零件钻孔靠的是电动钻孔机或机
床。但机械钻孔不仅效率低，而且钻出的孔洞表面不够光洁。
激光钻孔的原理，是利用激光束聚焦使金属表面焦点温度迅速上升，温
升可达每秒 100 万度。当热量尚未发散之前，光束就烧熔金属，直至汽化，
留下一个个小孔。激光钻孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且钻孔速
度异常快，快到可以在几千分之一秒，乃至几百万分之一秒内钻出小孔。
比如，如果需要在金属薄板上钻出几百个连人眼都难以察觉出来的微
孔，用电动钻孔机显然是不能胜任的，但用激光钻孔机却能在 1～2 秒钟内全
部完成。如果用放大镜对这些微孔作一番细查的话，可发现微孔表面十分整
齐光洁。
激光钻孔还可用来加工手表钻石。它每秒钟可以钻 20～30 个孔，比机械
加工效率高几百倍，而且质量高。同时，激光钻也与下面我们就要讲到的激
光切割一样，加工过程是非接触式的，即不像机械加工那样靠钢钻头逐渐钻
透金属材料。因此，激光操作可以在自动连接加工，或者在超净、真空的特
殊环境中发挥作用。
与激光钻孔机堪称兄弟的是激光切割机和激光焊接机。
激光切割机
知道了激光钻孔的原理，就容易理解激光为什么可以切割金属材料了：
只要移动工件或者移动激光束，使钻出的孔洞连边成线，就自然能将材料切
割下来了。而且，不论是什么样的材料，如钢板、钛板、陶瓷、石英、橡胶、
塑料、皮革、化纤、木材等，激光都像一柄削铁如泥的光剑，而且，切割的
边缘非常光洁。
激光焊接机
激光之所以能用来焊接，是因为它的功率密度很高。所谓功率密度高，
是指在每平方厘米面积上能集中极高的能量。激光的功率密度有多高呢？我
们可以作个比较：工厂里通常用于焊接的乙炔火焰能将两块钢板焊在一起，
这种火焰的功率密度可以达到每平方厘米 1000 瓦；氩弧焊设备的功率密度还
要高，可以达到每平方厘米 10000 瓦。但这两种焊接火焰根本无法与激光相
比，因为激光的功率密度不仅可以焊接一般的金属材料，还可以焊接又硬又
脆的陶瓷。不小心打破碗碟，也用不着惋惜，只要用激光焊接机就可以重新
将破片焊好，甚至连疤痕也难以发现呢！
激光淬火
说到淬火这个名词，你们不一定熟悉，但淬过火的材料却并不少见。比
如，日常使用的切菜刀，刀刃处就淬过火，因为淬火可以大大提高金属材料
的硬度。
传统的淬火方法十分简单，先将刀刃烧红，然后骤然浸到冷水里，经过
这一热一冷的处理，刀刃的硬度就大为提高。不过，效果不一定理想。
激光淬火，是用激光扫描刀具或零件中需要淬火的部分，使被扫描区域
的温度升高，而未被扫描到的部位仍维持常温。由于金属散热快，激光束刚
扫过，这部分的温度就急骤下降。降温越快，硬度也就越高。如果再对扫描
过的部位喷射速冷剂，就能获得远比普通淬火要理想得多的硬度。
激光与印刷术
说到印刷术，自然就会联想到我国的毕升。早在距今 950 多年前的宋朝，
毕升就发明了活字版印刷术，与火药、指南针、造纸术并列成为中国古代四
大发明。
毕升先在胶泥片上刻字，一个字就像一方印章，然后用火烧硬，便成了
一个个活动的泥字。你们玩过拼七巧游戏吧？对照蓝图，可以用七巧板拼出
各种平面图案。当时毕升也有这道工序，叫做排版。就是根据书稿检出一个
个相应的活字，将它们字面朝上排在铁板上。铁板是带框的，以便固定活字。
然后对铁板略微加热，使敷在活字表面的蜡层熔化，同时再用平板压平一个
个活字的字面。这样，当蜡层冷凝后，便将一个个活字的底部粘在了铁板上，
形成了一颗硕大的“印章”。这颗大印章的字样便是由许多活字字面组成的。
只要在字面上蘸上墨，就可以在纸上印出书来。
今天的印刷基本上沿袭了毕升的老办法。当然，在工艺上有了较大的改
进。首先是用铅字代替了泥字。另外，又多了几道工序。就是用铅字组成大
印章后，通常并不直接去印书，而是用大印章先在硬纸上刻出字样，形成纸
型。然后将熔化的铅水浇在纸型上，待冷却后便成了上面带有字样的铅版，
再将铅版粘在印刷机上，蘸上印墨印书。
显然，从刻活字、排字、做纸型、浇铅板，到最后上机器印刷，工序十
分繁琐。因此，这种费时又费力的印刷业是亟待改进的。于是照相排版应运
而生。
照相排版实际上是引入了光学摄影原理。用活字排版，必须根据书稿，
依样画葫芦地检出各种大小、字体不同的铅字和符号进行排版。而照相排版
要简便得多，它是通过排字机上的透镜，来改变字样的大小和形状的。至于
用透镜为什么就能改变字样的大小和形状，这实际上就等于我们照“哈哈
镜”。上海著名的游乐场—…“大世界”——的一组镜面凹凸不平的镜子，
就是哈哈镜，人一站到镜子前面就会出现各种被扭曲的滑稽相，于是忍俊不
住，哈哈大笑。
用照相排版时，只需将光源通过透镜把需要的文字和符号，在感光相纸
上成象，再经过显影和定影就形成了照相底片。然后，只要像印照片那样印
刷就行。
照相排版可使用两种光源，刚才讲的实际上是用普通光源。
由于激光的亮度高，颜色纯，可以大大改善图像的清晰度，印出来的书
质量当然就高。
另外，激光照相排版比起普通照相排版要迅速、简便得多。
激光照相排版首先是通过计算机把文字变成一个个点，然后用点来控制
激光扫描感光底片。即用激光‘撞’击底片上的感光涂料，留下无数个对应
的点，这些点经显影、定影后就重新变成文字或图像。这里，激光束相当于
电子束，感光底片相当于电视机荧屏。接下来，用载着文字和图像的底片就
可以去印书报杂志了。
彩色电视机之所以能显示红、绿、蓝三色，是由于荧屏上涂有三色荧光
粉，它们在电子撞击下会显出三种颜色。而激光排版也可以采用类似的原理，
印刷出优美的彩色画面来。
激光指纹与防盗
在人手指最末一节的端面皮肤上，都有凹凸相间的纹线�
