生活中的物理(光学篇)_日常生活中的物理
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《生活中的物理》之光学ＳＴＳ篇 太阳能灭虫灯物理灭虫工作原理解析 《科学时报》的一篇文章中提到，河南省辉县市赵固乡大沙湾村的一万多亩花生又到了收获时节，每亩500多斤的产量和没有任何化学残留的绿色品质，使他们的“绿色花生”远近闻名、供不应求。这是村民们连续使用太阳能物理灭虫的效果。
平时人们熟悉的多是太阳能热水器、太阳能发电厂，但没想到太阳能居然能灭虫。太阳能到底是如何灭虫的？
“太阳能灭虫主要是利用太阳能杀虫灯，将白天太阳光的辐射能量储存起来，转换为电能，通过蓄电池进行保存，晚间为杀虫灯提供电源，吸引害虫附着其上，再释放电能将其杀死。”中国气象局风能太阳能资源评估中心副主任申彦波向记者解释说。
昆虫一般具有趋光性，且可见光区偏向短波段光，大多数有趋光性的昆虫喜好波长在3300纳米左右。中国农业科学院植物保护研究所研究员雷仲仁表示，根据这一特点研制的太阳能黑光灯，能有效捕获金龟子、蝼蛄、地老虎等害虫。
利用太阳能物理灭虫的原理科学灭虫既可减少使用农药，保护生态环境；又可充分利用太阳能资源，节约常规能源。
申彦波称，我国太阳能资源丰富，如北京地区每年每平方米为5000兆焦耳左右，如果全部转化为电能，能够发电将近1400度，可以供一台1千瓦功率的家用电器（如冰箱）连续使用1400小时。
我国主要的农作物有稻谷、小麦、玉米、棉花等，每年由于病虫害造成的损失不计其数。喷洒农药虽然可以抑制病虫害，但对农作物的生长有一定影响。
太阳能灭虫灯具有可全天候工作、不怕雨、耐高温、防腐蚀、安全环保的特点。目前，河南、陕西、安徽等省份已大面积推广使用太阳能物理灭虫灯。
“太阳能灭虫灯是有前景的无公害灭虫技术之一。而对太阳能资源的有效收集和利用是这一技术的关键所在。”申彦波表示，中国气象局风能太阳能资源评估中心作为国家级的专业部门，将进一步面向国家和社会的需求，继续加强太阳能资源的评估工作，进一步为太阳能的开发与利用提供服务。
12月10日的月全食月亮为什么会变红
2011年12月10日晚，浩渺夜空迎来10年来我国观测条件最好的月全食。图为10日22点44分，北京上空的红月亮。
月全食全程将持续近6个小时，从22时06分至22时57分的全食阶段是“红月亮”现身时段。
月全食时 月亮缘何“脸红”？
昨晚，你欣赏到“红月亮”了吗？很多市民在观看时发出疑问，月全食时，月亮为何会变身为“红月亮”？天文学家对此进行了解释。
中科院紫金山天文台研究员王思潮解释，“红月亮”归功于暗红色的光，其实就是照射到月面上的太阳光。在地球周围有层像薄纱似的透明度较好的大气层，阳光从地球侧面的大气中穿行时，是先从空间进入大气层，然后，又由大气层进入空间，这样就产生了两次折射，结果和光线透过凸透镜相仿，有点向内弯，向地心方向偏折的聚合光线就照到月亮上去了。
王思潮进一步解释，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的光线混合成的。当太阳光经过地球上的大气层被折射到地球背后影子里去的时候，它们都受到大气层中极其微小的大气分子的散射和吸收。像黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较短，在大气中受到的散射影响比较大，它们大部分都向四面八方散射掉了；红色的光线波长比较长，受到散射的影响不大，可以通过大气层穿透出去,折射到躲在地球影子后面的月亮上。所以，在月全食时，公众看到的月亮是暗红色的，即所谓的“红月亮”。为什么有雾时太阳变成了红颜色
“太阳怎么成红颜色的了？”2011年10月20日下午三四点钟，华北多地雾蒙蒙的天空上，挂着一轮像红心咸鸭蛋黄似的红太阳，在雾气昭昭的天气中显得格外抢眼，引得不少人关注。
气象专家解释，傍晚正在落山的太阳都比早晨初升时显得红，这是由于傍晚大气厚度最大，而只有红色光线穿透力最强。
而昨天全城大雾弥漫，能见度低，大气厚度更厚，因此在下午时分，太阳的红光最能穿透云层和雾霾，从而提前“染红”。
大雾天气，空气中的颗粒物很多，建议大家少出门。
要注意生活中的光污染
调查显示，目前人们对光污染的危害普遍缺乏必要的认识，仅有8%的人对此了解很深。最直接的例子是：关了灯看电视。据专业人士介绍介绍，这是家庭照明最不科学之处。住宅室内是小范围照明，其亮度是一个相对值，一个光源特别亮，而周边环境没有次亮度来过渡，明显的亮度落差就会造成光污染。并且，电视机闪烁的荧光屏不仅有伤视觉，还会产生一种有害致癌物质，突出电视机一个光源的亮度，会加重损害程度。
光污染正在严重损害着人们的健康，造成各种眼疾，特别是使近视比率迅速攀升。
什么是光污染?
当环境中光照射（辐射）过强，对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象，即为光污染。
从其污染性质来看，光污染是属于物理性污染，特别是光污染在环境中不会有残余物存在，在污染源停止作用后，污染也就立即消失。同时污染范围一般是局部性的。
国际上一般将光污染分成3类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。
1、白亮污染：阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。
2、人工白昼：夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓人工白昼。
3、彩光污染：舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。
光污染危害
生活中的光污染随处可见，并在不知不觉影响着人们的健康。过量的紫外线、红外线照射理疗，可使人皮肤出现红斑、血压降低、头晕耳鸣，引发白内障和皮肤癌等疾病；不断闪烁着的五光十色的霓虹灯，虽看上去赏心悦目，却是一种有害健康的炫光，夜晚大开前灯正面驶来的车辆，其炫光污染更加严重；现代歌舞厅的激光具有高速变幻、光线强烈、令人眼花缭乱的特点、对视觉极为有害。
光污染已日益成为一种新的严重的污染源，它在威胁人类健康的同时，也成为社会不容忽视的公害。
据测试，在日光照射强烈的季节里，白色的粉刷面反射系数为69％至80％，镜面玻璃的反射系数则为82％至90％。镜面玻璃若与绿色的草地、森林以及深色或者毛面砖石装饰的建筑物相比，更容易引发视力下降，增高白内障发病率等。
据美国一份最新的调查研究显示，夜晚的华灯造成的光污染已使世界上五分之一的人对银河系观而不见。这份调查报告的作者之一埃尔维奇说：“许多人已经失去了夜空，而正是我们的灯火使夜空失色。”他认为，现在世界上约有三分之二的人生活在光污染里。
在远离城市的郊外夜空，可以看到两千多颗星星，而在大城市却只能看到几十颗。
在欧美和日本，光污染的问题早已引起人们的关注，美国还成立了国际黑暗夜空协会，专门与光污染作斗争。
据统计，我国高中生近视率达60％以上，居世界第二位。有关专家认为，视觉环境是形成近视的主要原因。除了室内光滑的白粉墙、室外大量的玻璃幕墙之外，夜景照明中的光污染也是损伤视网膜的重要原因。另外，如果长期在白亮条件下工作或生活，人的视网膜会受到不同程度的损害，白内障发病率将高达45％。而紫光灯产生的紫外线强度也大大高于阳光中的紫外线，人如果被长期照射，会流鼻血，牙齿脱落，严重的甚至会导致白血病及其他癌变。
光污染的防治
专家认为，要教育人们科学使用灯光，注意调整亮度，白天尽量使用自然光，避免强光刺激。重要的是，消除光污染必须全社会行动起来，要建立健全法律法规，采取综合治理措施。在城市规划建设中，立足生态环境的协凋统一；在建筑装修中，应采用反光系数极小的材料；对广告牌和霓虹灯应加以控制和科学管理；在建筑物和娱乐场所周围，要多植树、栽花、种草和增加水面，以便改善光环境；还要少用和不用玻璃幕墙，注意减少大功率强光源，力求使我们的城市风貌和谐自然。
中国室内装饰协会室内环境监测中心提醒人们，在注意室内空气质量的同时，不能忽视室内的光污染。
公路标志牌、线、车牌为什么反光很强
反光涂料是运用微棱镜晶体回归反射原理，在其它远距离的光源照射下也能产生强烈的反光效果并反射回发光处,无需外加电源，就达到了在黑暗中如同灯光的功效。汽车牌照以及道路指示牌采用高折射率玻璃微珠后半表面镀铝作为后向反射器，具有极强的逆向回归反射性能，能将85％的光线直接反射回光源处，回归反射所造成的反光亮度，可使驾驶人员和带光源的夜间或视野不佳的情况下清楚地看见行人或障碍目标，确保双方安全。
汽车牌照的反光原理就是平时所说的回归反射，道路上的交通标、志警示牌也是同一类产品，它是通过内藏的玻璃微珠（也有裸露型）来实现的。根据反射强度一般可分为几大类：高强级，车牌级，工程级和广告级。
这些标志牌很多都是用反光的涂料做的。这些涂料用到了反光膜。
反光膜产品是一种用途广泛的新型光学材料。它是根据薄透镜成象原理，将玻璃微珠均匀单层镶嵌在有机树脂中作为光学原件，用树脂多层层叠而成的贴膜。用其制作的反光标志牌能将入射光线按原路回归反射，其反光亮度比一般油漆标志牌亮几十至几百倍。产品广泛应用于公路、铁路、港航、机场、矿山，消防、车辆牌照、环保、广告等领域制作反光标志、标牌。该产品的使用，能使人于夜间在数百米以外看清标志，很大程度地提高了人们夜间对标志的识别能力，达到增强安全意识和宣传的作用。该产品是近期问世的高科技产品，随即被广泛采用，现到处可见本产品制作的反光标志标牌，已与人们的生产生活密切相关，该产品的应用是人类文明进步的又一家征。伽利略望远镜的原理及光路图
物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的望远镜。光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方（靠近人目的后方）焦点上，这像对目镜是一个虚像，因此经它折射后成一放大的正立虚像。伽利略望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。其优点是镜筒短而能成正像，但它的视野比较小。把两个放大倍数不高的伽利略望远镜并列一起、中间用一个螺栓钮可以同时调节其清晰程度的装置，称为“观剧镜”；因携带方便，常用以观看表演等。
你可以用很低的费用制作一架伽利略式望远镜。从文化用品商店买一块直径、焦距大一些的眼镜片作为物镜和一块焦距、直径较小的透镜作为目镜。用胶水和小槽把两块镜片装在硬纸筒内，再做一个简单的台座，于是一架能够看到月亮上的群山、银河中的繁星和木星的卫星的望远镜便制成了。想想看，伽利略就是用这人发现的。但是切记，不要通过望远镜直接观察太阳，以免高温灼伤眼睛！伽利略的折射望远镜有一个令人讨厌的缺点，就是在明亮物体周围产生“假色”。“假色”产生的症结在于通常所谓的“白光”根本不是白颜色的光，而是由组成彩虹的从红到紫的所有色光混合而成的。当光束进入物镜并被折射时，各种色光的折射程度不同，因此成像的焦点也不同，模糊就产生了。
1611年，另一位天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式。但是“假色”问题仍然未能解决。
利珀希不是天文学家，从未想过把自己的新装置对准天空。但是没过多久，关于他的发现的消息传开了。幸运地是，意大利的帕多瓦大学教授伽利略得知了此事。伽利略很快就制造了一台折射望远镜。他以平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜。从待研究的物体发出的光照射到望远镜物镜的一个玻璃透镜上，物镜使光线折射并把它集中于称为焦点的一点上，在那里便形成了发光体的像。这个像被目镜的透镜放大，进入人眼。
开普勒望远镜的原理及光路图
开普勒式望远镜，折射式望远镜的一种。物镜组也为凸透镜形式，但目镜组是凸透镜形式。这种望远镜成像是上下左右颠倒的，但视场可以设计的较大，最早由德国科学家开普勒（Johannes Kepler）于1611年发明。为了成正立的像，采用这种设计的某些折射式望远镜，特别是多数双筒望远镜在光路中增加了转像稜镜系统。此外，几乎所有的折射式天文望远镜的光学系统为开普勒式。
开普勒式原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板（安装在目镜焦平面处），并且性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。
正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。
开普勒式望远镜看到的是虚像, 物镜相当于一个投影仪,目镜相当于一个放大镜.车窗中的物理知识
汽车作为重要的交通工具，已经成为了人类生活中不可或缺的一部分.细心观察一下，各种式样的汽车车窗，涉及到的物理知识还真不少呢！
一、轿车前边的车窗玻璃为何要做成倾斜的？
不少学生可能一下子会认为：做成这样还不是为了减小车子行驶过程中的阻力呗！那也许又有学生要追问：那大型汽车（如长途客车、公共汽车、大型卡车）驾驶室的前窗玻璃可是竖直的呀？显然这种解答是不科学的！这可要从光学角度来分析：挡风玻璃是透明的，但不是绝对没有反射.坐在驾驶员后面的乘客会由于反射成像在驾驶员的前方.小轿车较矮，坐在里面的乘客经挡风玻璃成像在前方，若挡风玻璃是竖直的，则所成的像与车前方行人的高度差不多，这就会干扰驾驶员的视觉判断，容易出事故.而当挡风玻璃为倾斜时，所成的像就会在车前的上方，驾驶员看不到车内人的像，就不会影响视觉判断，保证行车安全.大型汽车一般很高，驾驶员的位置（视线）比路面行人要高些，这时虽然车内乘客经挡风玻璃反射成的像在车前方，但位置比路上行人高得多，且比较暗淡，因而不会影响驾驶员的视觉判断.二、装有空调的汽车在夏、冬季节，车窗上都有水珠出现，这是怎么回事？
你首先要知道:小水珠在不同季节可是出现在车窗玻璃不同的表面上的哟！原因是夏天车外气温高，车内气温低，故车子外面的水蒸气遇冷在窗户玻璃的外表面上液化形成了小水珠；而冬天则相反，车内气温高于车外气温，所以车子内的水蒸气遇冷在车窗玻璃的内表面上液化形成了小水珠.三、为何夜间行车时，车内不能亮灯呢？
在晚上乘车或在路边行走时，我们会发现夜晚行驶的汽车，车内的灯都是关闭的.因为当车内开灯时，汽车的挡风玻璃相当于一个平面镜，车内人、物在玻璃的反射下会在车前方形成虚像，由于车内光线比外面强，所以像可能比车前行人还要明显，结果使司机看不清或发生混淆，造成判断失误酿成交通事故.因此，夜间行车，为了避免车前出现车内景物的像，保证司机看清路面上的景物，必须关掉车内的灯光！
四、汽车上为何安装茶色玻璃？
行人很难看清乘车人的面孔。要看清乘车人的面孔，必须从面孔反射足够强的光射到玻璃外面进入车外人的眼里，茶色玻璃表面能反射一部分光线，还会吸收一部分光线，透进车内的光线较弱，其中又有一部分反射光被茶色玻璃反射和吸收，没有足够的光透射出来，所以行人很难看清乘车人的面孔。
五、小轿车后窗玻璃上那些横着的细线条有啥作用？轿车后窗玻璃上粘着不少横着的薄膜，可是导电的哟！我们知道司机是从驾驶室上方的反光镜里观察车后面的情况.冬天车内比车外暖和，后窗玻璃上容易产生水汽或结霜，此时反光镜映出的后窗上将是白茫茫一片，司机就看不清车后的情况，这是十分危险的.人们由此想出办法，把窗做成双层并粘上导电薄膜，通电后，使玻璃温度升高，玻璃上不会产生水汽或霜，从而消除了事故隐患.另外一些高级车的后窗玻璃上还安有收音机天线和刚才谈到的加热线颜色一样。奥运开幕式:巨大地坑暗藏画轴、地球 在地面系统上，雅典的创意是用一个大水池移植了“爱琴海”，而北京则用地下舞台浮出“画轴”，徐徐展开中华五千年历史。
演出核心的中心舞台，是一个直径20米的升降台，藏在体育场中央的巨大“地坑”中，“地坑”顶端的盖板可以平移。卷轴和“地球”都是从这个“地坑”升起。
其中卷轴预先放置在盖板内，而直径达18米的“地球”则是先压缩在地下的，也就是说，球体结构必须是柔性的。而用升降台升起球体之后，演员需要在球体的立面上表演，因此升起后又要具有很强的稳定性，才能保障演出安全和效果。感谢高科技的铝合金感光材料，让“地球”能屈能伸。“地球”上装有九个轨道，58名演员用威亚拉着，像失重般进行倒立行走及空翻等高难度动作。
奥运主火炬:防风雨防雷暴 火焰高8米 主火炬·揭秘
主火炬防风雨抗雷暴
昨晚，北京奥运会保密级度最高的主火炬终于点燃，奥运开幕式火炬项目副总指挥、燃气集团调度中心主任许彤，向本报记者一一揭晓主火炬研发的幕后故事。
主火炬难似航天发射场
从上空俯瞰，主火炬的外形像是一个音符。
这个看似简洁的符号，工程实现起来却难乎其难。
2007年10月，主火炬开始设计。作为火炬塔项目的负责人、总装设计院专家郑志荣心里也犯嘀咕：这样形状的一支火炬，能否稳稳地站在“鸟巢”顶部？
他和他的团队，决定借鉴神舟飞船的验证方法，将主火炬请进大型风洞，做一做“吹风”试验。
2007年底，第一支1：20的主火炬模型由于燃气管道部分太小，无法表现受风情况下的气流变化，试验失败。紧接着，第二支1：15的主火炬模型又造了出来。火炬塔团队对模型的各种姿态进行风载荷试验，站立、平躺、侧身……结果显示，主火炬的结构设计是安全可行的。
除结构验证外，主火炬的驱动系统设计，也使用了相关的航天技术。在火炬塔运行的几个关键部位，专门布设监测仪器，实时反映设备运行状态。根据反馈信息，控制系统能够自动调整设备运行方向、速度，运行控制误差不到2毫米，精确度达万分之二。
火焰高8米能抗10级风
据许彤介绍，北京奥运主会场主火炬的火焰高8米，宽4米。火炬造型呈螺旋上升状，决定其形状、色彩的密钥在于火炬燃烧器，它由数百个燃烧孔排成排、编成组，对火焰燃烧实施分段控制与调节，并形成1.6米高度差的立体造型，这和以往火炬的燃烧器呈平面盘状有很大差异，这既集中了火力，使火焰形状完整连贯，又增强了观赏性。
据了解，科研人员在进行燃烧装置抗雨试验时，点燃的火炬经受住了六组消防高压水枪制造出的“人工降雨”环境的考验，保证了火炬在每小时降水80毫米的暴雨天气下仍然正常燃烧，高于奥组委每小时60毫米的降雨要求。
为达到奥组委防风的要求，火炬设计团队在燃烧系统内加装了专门的防风装置，经现场模拟人造风洞试验测试，火炬具备抗相当于10级风力的能力。主火炬同时采取了一系列防雷、防爆技术，可防雷击，且能“熄火无噪音”。
>>防火
给鸟巢披上防火衣
据市消防局的龚学军副处长介绍，“从去年4月起，我就参与到主火炬设计团队中。我们在通州建了一个1：1比例的主火炬模型，一年多来，几乎每天都在做现场试验。”龚学军说，为了让主火炬雄伟、壮观地燃烧，同时保障火炬燃烧时发出的辐射热不影响“鸟巢”的钢结构，他们设计以主火炬为圆心，以30米为半径的范围内，把“鸟巢”所有钢结构的外立面上，覆上一层3毫米厚的隔热钢板，钢板的颜色和材质与“鸟巢”主体钢结构完全相同。同时钢板和“鸟巢”钢结构之间留出30毫米的空气层。这样就像给“鸟巢”披上了一件防火衣，既不影响“鸟巢”的外观，又起到了防辐射热的作用。
>>应急
如出意外5分钟可恢复供气
为实现主火炬的机动应急供气，火炬团队组织完成了大流量车载压缩气机动气源专用调压设备的方案设计，将压缩天然气作为奥运主会场和市区其他地区的应急备用气源。同时，购买一套价格350万元的应急供气设备，目前，这辆应急气源车已进驻指定位置，一旦出现意外，5分钟就可赶到现场为主火炬提供应急气源。奥运开幕式座位水包:随时扑灭小火情
在前期对焰火燃放方案进行科学试验和严密论证的基础上，消防局又专门抽调一支76人的力量24小时跟踪看护焰火燃放工作。
8月6日凌晨，鸟巢顶部的焰火发射点开始安装弹药，消防局10名官兵便携带灭火毯、轻便灭火器现场贴身守护安装在上弦位置的1974个焰火发射点，直到开幕式结束。
为及时处置焰火燃放期间可能出现的火灾事故，消防局在鸟巢顶部铺设了40盘消防水带，将整个鸟巢外环包了一圈。并安排灭火经验丰富的消防队员现场巡视，一旦发现火情，可以迅速接上水枪灭火。
“我们还自制了一种灭火„水包‟，就是把塑料袋装满水存放在桶里，如果火着得不大，而且距离远的话，我们就可以通过抛掷水袋灭火。”在鸟巢下弦执勤的张俊秋说。北京奥运焰火:科技之光打造灿烂星空
2008年8月8日，是中国北京奥运会开幕的日子，美丽的焰火给人们留下了难忘的印象。“脚印”、“笑脸”、“五环”让北京奥运会开幕式更加辉煌壮丽和浪漫。第29届奥运会开闭幕式鸟巢及长城焰火燃放实施团队总指挥赵伟平，北京奥运焰火技术发明者、项目负责人之一陈延文表示，灿烂星空的背后都是科技之光。
世界首创膛压式发射
“为了制造五环、脚印和笑脸，我们在世界上首创膛压式发射。”陈延文说，五环等图案不是一颗弹药形成的，而是多颗同炸形成的。先是根据图形算好角度，在地面摆好发射装置，再在同一时间内燃放，通过在膛口内调节压力，使得炮弹以不同的速度射出，最终在天上同时爆炸拼成图案。
炮筒内壁光滑如镜面
发射装置由中国兵器工业集团北方车辆公司完成。负责生产发射装置的厂长李健说，每组烟花发射装置上有32个发射炮筒，64个发射角度，总数1000门的数量意味着有3200个炮位、6400个发射角度。
只要一个炮位或一个角度偏离设计规定0.1度，就会造成空中图案与设计图案相差几米甚至几十米的偏差。为此，对这些发射装置的要求近乎苛刻，炮管要做到镜面一样光滑，保障弹药流畅顺利地打到天空。
烟花不伤人不刺鼻
昨晚，烟花瀑布沿鸟巢碗口流下时，大量烟花如星星般从鸟巢顶端倾泻下来，有的落在观众身边。北京理工大学焰火专家赵家玉说，这些烟花都是采用了最新技术的无烟、无残渣的冷烟花。观众甚至可以伸手触摸，烟花一旦落在皮肤上，不会造成任何伤害。
这些烟花没有刺鼻的硫磺味。赵伟平说，为了研制“无异味”烟花，研发人员用压缩空气代替火药，弹射烟花，化解了浓烟和刺激性气味等污染难题。
漫天烟花未留残渣
昨晚，贯穿开幕式全程的焰火表演没有留下一片纸屑一粒残渣。赵伟平介绍，这些烟花全部采取了“绿色”生产。采用新型环保材料作为替代品，能够在烟花点燃的瞬间全部分解燃尽，不留下丁点纸屑和残渣。
幕后故事
土法测算烟花高度
陈延文的公司原本不和烟花沾边，因此设计从最初的一个一个烟花弹打起开始。
因为没有测高工具，第一次燃放的地点是公司前面的一栋大楼前。试射时，专门有一个人举着照相机在楼上拍摄，“我们只知道前面的楼高105米，那烟花弹升空超过前面大楼多高，我们得赶紧拍下来”。陈延文说，最后，他们依靠照片中焰火距顶楼的高度测算烟花弹升空的具体高度大约有多少米。
会计改行计算弹道
烟花设计后期，陈延文的公司几乎所有人都被派上了用场。“那会儿公司正常业务全停了，连会计都„改行‟给算弹道轨迹了”。陈延文说，会计不算账了，而是帮他算烟花弹的高度，计算轨迹。而其他人则陪着他去试验。“五环内不能燃放烟花，我们一群人只能拉着炮到昌平找个没人的小马路去放。冬天冻得人都直打哆嗦，夏天身上全是被蚊子叮的包”。太阳为什么会发光
月球、地球都是坚硬的球体，而太阳却是一个炽热的气体大火球，它表面的温度有600万摄氏度，中心有1500万摄氏度，任何东西在太阳上都会化成气。月球虽然也有光，但它不会发光，它是反射的太阳的光。那太阳的光和热是从哪儿来的呢？
太阳的主要成分是氢，里有氢原子核，它们互相作用，结合成氦原子核，同时放出光和热，这叫热核反应，太阳就是用原子作燃料的大火炉。1公斤的原子燃料能抵得30亿公斤的煤。太阳的原子燃料极其丰富，千千万万年也燃不完，它将永久地供给我们光和热。
太阳为什么会发光、发热呢？它的能源是什么？
天文学家曾经设想过种种可能的来源。一个简单的想法是，太阳是一个正在燃烧的大煤球。但是仔细计算一下，像太阳那么大（比地球大130万倍）的煤球，要一直燃烧下来，也只能够烧3000多年。因为我们人类的历史有几十万年，有文字记载的文明历史也有5000多年了。太阳的“年龄”不可能比人类历史短。更何况，要是煤球，越烧越小，太阳光会很快变得越来越暗弱了。但实际上，经过近百年来的实测，太阳光度并没有什么变化。所以，煤球燃烧的想法，肯定是不对的。
20世纪来，随着原子物理学的发展，人们才解决了太阳能源问题。著名科学家爱因斯坦(1879－1955）发现了物体质量与能量的关系。只要有一点点质量转化为能量，其数值就十分巨大。例如1克物质相对应的能量，这相当于1万吨煤全部燃烧所放出的热量。
对于原子能的研究，使人们想到，太阳的能源可能就是原子能。观测、实验证实了这种想法。
原来，太阳主要由氢组成，氢占质量的70％以上。在太阳内部高温（在1000万K以上）、高压（约为2500亿大气压力）的条件下，氢原子会发生“热核反应”，由4个氢原子核合成为1个氦原子核。在这个反应中，有一部分质量转化为能量，放出大量的热量。太阳内部的热核反应，类似于地面上的氢弹爆炸。正因为在太阳核心区不断地发生无数的“氢弹爆炸”过程，所以源源不断地供应了太阳辐射出的光和热。原子能就是太阳的能源。
太阳从东方升起这种说法并不正确。由于地球在绕着太阳转，实际上地球是在向东方转去，迎向太阳。为什么专业相机都是黑色的金属机身的相机诞生之初，电镀技术还不成熟，所以当时相机差不多都采取涂黑油漆的简单工艺。后来电镀技术水平逐步提高，解决了电镀的成本问题，相机逐渐向镀铬机身转型。虽然很多人都喜欢镀铬机身上的花纹，但作为战地摄影报道的专业摄影记者却不喜欢，因为那种光亮的机身很容易被敌人发现而成为被袭击的目标。也就是说，黑色机身是专门为专业摄影者制作的，所以很多发烧友也非常憧憬黑色机身。
过去一度作为特殊相机而存在的黑色机身逐渐演变成普通相机这一变化发生在上一世纪80年代前半期，当时塑料机身的单反相机已经问世。相机生产厂家对镀铬工艺重新进行了认识，因为电镀外层容易脱落，要解决这个问题就会加大生产成本，所以诞生了塑料机身。另外，镀铬所用的处理液对环境也造成污染。虽然存在这些问题，但无论是专业摄影记者还是发烧友，一直对黑色机身情有独钟，在这一背景下，黑色机身就自然而然地成为主要机型。夜明珠为什么发光
夜明珠是什么物质，又何以能发光呢？中国宝玉石协会的专家，对深圳夜明珠进行了鉴定，夜明珠是一种萤石矿物，发光原因是与它含有稀土元素有关，是矿物内有关的电子移动所致。当矿物内的电子在外界能量的刺激下，由低能状态进入高能状态，当外界能量刺激停止时，电子又由高能状态转入低能状态，这个过程就会发光。稀土元素进入到萤石晶格，在日光灯照射后可发光几十小时，白天照上都在发光，白天看不见，晚上就看到了。萤石雕琢成珍珠者即叫夜明珠，雕成玉板者叫夜交璧。因此，能发光的夜明珠不是珠贝蚌所产的珍珠。
茫茫宇宙，无奇不有，夜明珠之谜，也是一，桩千古疑案。自古至今，历代人们常以爱慕、惊异、迷惑不解的心情，对夜明珠津津乐道。古代一些文学作品和民间的一些传说，往往给夜明珠涂抹上一层又一层神秘色彩，编造出一个又一个扣人心弦的神话故事。例如，有个神话，传说夜明珠能把“龙官照得如同白昼…
夜明珠在我国古代民间又名叫“夜光壁”、夜光石”、“放光石”，相传是世界上极为罕见的夜间能发出强烈光芒的奇宝。英国著名学者李约瑟在其巨著《中国科学技术史》中记载，古代中国人喜爱叙利亚产的夜明珠，它别名为“孔雀暖玉”。据说，印度一些人把夜明珠称为“蛇眼石”。据日本宝石学家玲木敏于1916年在他编纂的《宝石志》中记载，日本的夜明珠是一种特殊的红色水晶，被誉为“神圣的宝石”。
1900年，英、法、日、俄、德、美、意、奥8个帝国主义国家合伙拼凑的“八国联军”，从天津向北京侵犯，慈禧太后挟光绪皇帝从北京逃往西安，宣布实行“量中华之物力，结与国之欢心”的卖国政策，与侵略者签订了屈辱的“辛五条约”。据说，慈禧太后为了博得侵略者的欢心，将自己珍藏的4颗夜明殊作为信物，派遣一个小宫女送给侵略者。这个小宫女有爱国主义思想，不愿把奇主送给外国者，她非常气愤地暗藏宝物人民间，当时谁也不知道她的去向，成为近代一大悬案。过了几十年后，在西安发现了4颗明珠，经郭沫若同志考证，这正是失踪了几十年之久的慈棺大后珍藏过的4颗夜明珠。据报上发表的消息说，把这4颗明殊放在抽屉里，“晚上进屋未开灯，一拉抽屉即见满屋放出耀眼的白光。”物以稀为贵。夜明珠本从矿石中采集而得，但它在地球上的分布是极为稀少的，开采也很困难，故此这显得格外珍贵。一些古描写它具有“侧而视之色碧；正面视之色白”的奇异闪光。据说，在古代希腊罗马，个别帝王把它镶嵌在宫殿上或者戴在皇冠上，有的皇后、公主把它装饰在首饰上或者放在卧室里，以它作为国宝加以宣扬和赞美。
夜明珠究竟是一种什么样性质的奇宝？古今中外的说法颇不一致。据一些专家考证，夜明珠并不是象某些人所吹嘘的那样神秘，而是几种特殊的矿物或岩石，经过人们加工后才变成圆珠形。夜明珠发出的光，并不象神话中传说的那样能把“龙宫照得如同白昼”。发光强度较大的夜明珠，在黑暗中，人们在距离它半英尺的地方，能清清楚楚地观看印刷品。
报刊上报道说，工程师霍永锵、肖铭林二位同志于1982年在广东某钨矿床，发现了夜间自行发光的萤石，这些萤石五菜缤纷：浅绿的、深紫的、浅蓝的、浅棕的以及各种叫不出色彩的斑谰萤石，其中唯独浅棕色萤石在黑暗的夜晚里发光，相距2、3米远仍清晰可见美丽的夜光，靠近时，可惜助其光亮分辨出报纸上有字与无字部分。尔后又发现，发光黄石在紫外线照射下，变成淡绿色萤光，未经照射的萤石则发出浅蓝、浅紫到深紫色夜光。霍永骼、肖铭林二位同志这次收集到的会发光的萤石颗粒较小，只有5至6毫米，颗粒尚不够理想，要获得可制成大颗粒圆珠的矿物还有待今后继续寻找。虽然这次发现的夜间自行发光的萤石还不是古代的传说的夜明珠，但却为今后寻找夜明殊这一极罕见的无价之宝提供了重要线索。
为什么夜明珠在夜间会发出强烈而又绮丽的亮光呢？对此众说纷坛。一些宝石学家认为，因为在夜明珠的萤石成分中混人了硫化砷，钻石中混人了碳氢化合物。白天，这两种物质能发生“激化”，到晚上再释放出能量，变成美丽的夜光，并且能在一定的时间内持续发光，甚至永久发光。以上只是一部分专家的看法，不一定全面、准确。夜明珠还有许多奥秘，至今还没有被专家们了解。据说，有一种叫做水晶夜明珠的，能发出“火焰”般的夜光，但其中的发光物质究竟是什么？至今还不太清楚。总之，夜明珠至今仍是尚未彻底揭开的一个千古奇谜。
早晚的天空为什么是红色的早晨和傍晚，在日出和日落前后的天边，时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的，但由于它们散射了太阳光，使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律，太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此，我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色，而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，那里的天空就带上了绚丽的色彩。
俗话说“早霞不出门，晚霞行千里”，这就是说，早晨出现鲜红的朝霞，说明大气中水滴已经很多，预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞，表明西方已经没有云层，阳光才能透射过来形成晚霞，因此预示天气将要转晴。为什么早晨温度低中午温度高
因为早上地球表面有云气，透过云气来看太阳，就显得太阳大。中午云气消散，就显得太阳小，其实太阳的大小并没有变。根据不同感觉来说明地面距离太阳的远近，并不正确。
一个小儿说，太阳早上凉快，中午热，从身体对温度的感受来说明太阳距离地面的远近，也不正确。因为在夜里太阳照射到地面上的热度消散了，所以早上感到凉快；中午，太阳的热度照射到地面上，所以感到热。这个温度的凉热，并不能说明太阳距离地面的远近。
后来科学家终于算出来了，地球与太阳平均距离14 960万公里
我们看白色图形比看同样大小的黑色图形要大些。这在物理学上叫“光渗作用”。当太阳初升时，四周天空是暗沉沉的，因而太阳显得明亮，而在中午时，四周天空都很明亮，相对之下，太阳与背衬的亮度差没有那样悬殊，这也是使我们看起来太阳在早晨比中午时大些的原因。总之，在早晨和中午太阳离我们的距离是一样的，所以其大小也是相同的，而看起来早晨的太阳比中午时大些是因为眼睛的错觉。
还有，中午较早晨时热，是不是因为中午时太阳离我们较早晨时离我们近呢？也不是。那又是因为什么呢？
中午时较早晨热，是因为中午时太阳光是直射在地面上，而早晨太阳光是斜射在地面上，可以看出太阳光直射时，地面和空气在相同的时间里、相等的面积内接受太阳的辐射热较早晨太阳光斜射时多，因而受热最强。所以中午较早晨时热。
而实际上，天气的冷热主要决定于空气温度的高低。影响空气温度的主要因素，是由太阳的辐射强度所决定的，但太阳光热并不是直接使气温升高的主要原因。因为空气直接吸收阳光的热能只是太阳辐射总热能的一小部分，其中大部分被地面吸收了。地面吸收了太阳辐射热后，再通过辐射、对流等传热方式向上传导给空气，这是使气温升高的主要原因。
总之，每天中午较热，早晨较冷，并非太阳离我们地面有远有近之故。为什么早上太阳大，中午太阳小
为什么早上和傍晚的太阳又大又圆，而中千的太阳小呢。
有兴趣的话，你仔细地观察一下初升的太阳和傍晚的太阳，再看看中午的太阳，就会发现，早上和傍晚的太阳又大又圆，中午的太阳小得多。
其主要原因就是早晨和傍晚的太阳光进入地球在大气层时折射效果特别明显，而中午直射的成分多，这就造成早晨和傍晚看到的太阳比实际大，且位置比实际的高。
另一个方面，太阳的大小并没有变化，而是人的视觉出了问题。视觉是这样形成的，物体发射出的光被人眼的水晶体（透镜）成像于视网膜上，使感光细胞感光，然后由视神经将信息传送到大脑皮层，经过信息加工、处理后形成视觉。在一定程度上修改了原样。例如，同样大小的物体，黑色的比白色的显得小些，一幅画上的蓝天比建筑物显得远一些，诸如此类。总之，目标与背景的对比度，色彩的不同，色彩的衬度等都会程度不同地修改原样。看太阳也是这样，因为早晨，太阳初升，背景较暗淡，在暗背上的亮目标显得大些，再加上早晨的太阳是红色的，人们又以地物为参照物，因此早晨的太阳看起来又大又圆。傍晚的太阳显得大些也是这个道理，但傍晚的太阳显得扁些，这是由光的折射所致。而中午太阳悬天高照，又以天空为背景，没有另外的参照物，因而看起来显得小些。
这类现象在日常生活中也经常遇到。如胖人穿黑色或深色衣服会有瘦俏感；瘦人穿浅色服装才能显得丰满些；而胖人穿浅色服装会显得臃肿；瘦人穿深色服装显得更瘦俏……，如果你注意到视觉的这一特点，会使你的生活更美好。大气光现象与天气谚语
天气谚语是以成语或歌谣形式在民间流传的能够预示未来天气变化的经验辞语，它因果关系明确、语句简炼，是中国民间所特有的一笔宝贵文化财富。许多天气谚语与大气中的光现象密切相关，蕴藏了丰富的物理道理。在大力倡导素质教育的今天，引导学生运用物理知识分析天气谚语是一种有益的尝试。
一、大气中的光现象
大气是由空气分子和水滴、冰晶及其它各种气溶胶粒子组成的，它们都会与光波发生相互作用。由于大气的不均匀性，以及大气总处于不停顿的复杂运动之中，它对光的折射、衍射、散射和吸收作用是复杂多变的，从而形成了多种多样、绚丽多彩的大气光现象。肉眼所能直接感觉到的大气光现象可以分为三类：
1、大气中光的散射现象
当我们避开太阳朝天空张望时，看到的是蔚蓝的天空，这就是说，在那个方向的天空有光线射入我们的眼帘，从太阳发射过来的光线，在天空的某个地方改变了方向，不然的话，我们所能看到的一切，就只不过是星际空间的黑暗，或者是来自某个遥远星辰的亮光。原来，当光线穿过地球周围的大气时，它遇到大气分子或气溶胶粒子等时，便会与它们发生相互作用，重新向四面八方发射出频率与入射光的相同，但强度较弱的光(称子波)，这种现象称光散射。在清洁大气中，起主要散射作用的是大气气体分子，发生分子散射（或称瑞利散射）。散射光分布均匀且对称，散射光强度与人射波长4次方成反比，所以在发生大气分子散射的日光中，紫、蓝和青色光比绿、黄、橙和红色光为强，最后综合效果使天穹呈现蓝色。但当大气十分浑浊、大气中悬浮粒子大量增加时，起主要作用是散射光的强度分布不对称的米氏散射。米氏散射与入射波长依赖关系不明显，因此天穹呈现青灰色，在天边甚至出现不透明的灰白色。曙暮光是大气散射的另一现象，当太阳在地平面以下时，太阳光无法直接到达地面，但是它能照亮地面以上的大气层，使天空明亮。曙暮光指的就是黎明和黄昏这段时间的光亮。
2、大气中光的折射现象
当光在大气中传播时，大气可以被看作是一种连续介质。大气折射率的大小取决于大气的温度、压强和大气中水汽分子密度。一般情况下，地球上空气的密度随高度变化，折射率随密度减小而减小，因此光在大气中传播时，通过一层层密度不同的大气，在各层的分界面处会发生折射，使光线不沿直线传播而是变弯曲。这样当我们观察太阳、月亮或其它星体时，从大气外层射入的光线在进入大气层后的轨迹是一条弯向地面的弧线。然而就人的主观感觉来讲，总认为光线是沿直线传播的，所以天体的真实方向与视方向之间存在一定的夹角（称为蒙气差）。也正是由于大气的折射，日出时，在太阳未达到地平线之前，我们已经可以看到太阳了；而在日落时，太阳刚刚落到地平线以下时，我们还能看到它。
由于大气中，气压、温度、湿度的分布很不均匀且不断变化，因此大气折射率的分布和变化实际相当复杂，因此会形成多种多样的折射现象。如当大气中温度的垂直分布出现异常时，就会引起空气密度垂直变化异常因而产生异常折射，来自远处目标物的光线可能在另一高度发生全反射，这样除能看到本身实物外，还可以看到它的反射像，这就是我们通常称为的“海市蜃楼”。
3、云雾中的光现象
云雾中存在大量悬浮的水滴和冰晶。光线通过云雾时，不同大小的水滴对光的传播会产生不同的影响，光线会在大水滴表面发生折射与反射现象，对于一定大小的小水滴会发生衍射现象，对于与光波长接近的微小水滴，则会发生散射。因而，伴随着云雾降水的发展，就形成了许多种光学现象，最常见的有虹、华和晕。
虹是由于太阳光线在大气水滴表面的折射与反射产生的。光线照射到雨滴后，在雨滴表面会发生折射，各种颜色的光发生偏离，其中紫色光的折射程度最大，红色光的折射最小，其它各色光则介乎于两者之间，折射光线再经过一次反射、一次折射到我们的眼里。由于空气悬浮的雨滴很多，所以当我们仰望天空时，同一弧线上的雨滴所折射出的不同颜色的光线角度相同，于是我们就看到了内紫外红的彩色光带，即彩虹。若光线在雨点内产生二次内反射后再通过折射到我们眼帘时，光弧色带就与虹正好相反，称为副虹或霓。
云中分布着大量的微小水滴或冰晶，当其直径仅比光波波长大几倍到十几倍时，入射的日、月光在云中会发生衍射现象，在日、月周围可以看到小的彩色光环，这种现象称为华(或冕)。因为衍射现象中各种颜色光受到的影响程度不同，因而光环为彩色，内环呈青蓝色（紫色不太显著），其外呈黄色为主，最外呈红色，并且水滴愈小华环愈大。由于日光太亮，一般不易观察到日华，月华则比较常见。
若天空中有卷层云，阳光或月光透过云中的冰晶时发生折射和反射，便会在太阳或月亮周围产生彩色光环，这种七色彩环称为日晕或月晕，统称为晕。晕的色序与虹相反，内侧呈淡红色，外侧为紫色。晕的种类很多，有的呈环形，称之为“圆晕”；有的呈弧形，称之为“珥”；还有的呈光斑形，称为“幻日”或“假日”。
二、相关天气谚语的分析
大气中的不同光现象反映了大气中不同的状态分布和大气的微物理结构。很多大气光现象与天气过程有联系，可作为未来天气的征兆，据此劳动人民在长期实践中总结和归纳出了许多天气谚语。
1、与大气中光的散射现象有关的谚语
在黄昏和黎明时，阳光斜穿过大气层，在低层大气中有很长的光程，并经大气中空气分子、水汽、尘埃微粒的散射和吸收才能到达人的眼睛，在天边有时会出现五彩缤纷的霞。一般来讲，在日出日落方向上，从地面向天顶，霞的色彩排列是接近地面为红色，渐次变为橙、黄、绿、兰各种颜色。当大气中湿度较大时，或在系统性云系移近时，空中会悬浮着很多较大的水滴，这些不同大小的水滴对各种颜色光有不同的散射作用。大气中水汽含量越多，霞的色彩就越鲜艳。我国大部分地区降雨天气主要来自两个方向：一是受西风带影响，系统性天气过程自西向东移动，形成系统性降水天气。另一个是受空气对流影响形成对流性降水过程，随着日照加强而空气对流增强，往往在中午前后形成局部降雨。夏季早上，低空空气稳定，很少尘埃，如果当时有鲜艳的红霞，称为早霞。这表示东方低空含有许多水滴，有云层存在，随着太阳升高，热力对流逐渐向平地发展，云层也会渐密，坏天气将逐渐逼近，预示天气将要转向阴雨；而傍晚，是一天中温度相对较高的时候，低空大气中水分一般不会很多，但尘埃因对流变弱而可能大量集中到低层。因此，如果出现鲜艳的晚霞，主要是由尘埃等干粒子对阳光散射所致，说明我们西边的上游地区天气已经转晴或云层已经裂开，按照气流由西向东移动的规律，未来本地的天气就要转晴。因此谚云：“朝霞不出门，暮霞走千里”,也才有了“日出一点红，不雨便是风”、“日落晴彩，久晴可待”、“早烧不出门，晚烧行千里”等谚语。
2、与大气中光的折射现象有关的谚语
光线穿过大气层会发生折射。我们会经常看到星光的位置和亮度不断发生变化，出现闪烁现象。这是因为大气中存在着乱流运动，这种运动使大气中有着很多不断变化着的、折射率与周围大气很不相同的微小气块，当光线经过这些小气块时，光线传播的方向与强度都会发生瞬时变化，使我们感到星光在闪烁，有时亦可看到颜色变化。星光闪烁程度反映了大气的物理状态，若夏天夜晚天空星光闪烁不定，说明大气扰动剧烈，预示不久将有风雨出现。星从哪方开始闪动，风雨就从哪方来。如满天星斗闪动，风雨就有可能在天明来临。因而有“星星眨眼，下雨不远”的天气谚语。
3、与云雾中的光现象有关的谚语
云雾中的水滴、冰晶会引起虹、华和晕等光现象。
虹的出现与天气变化密切相关，我国大部分地区处于中纬度，系统性降水天气大多由西向东移动。因为虹都出现在太阳的相对方向，如果早上在西方天空出现虹，说明西边的大气中存在大量水滴，它随着天气系统自西向东移动，本地将会下雨；如果在傍晚看到东方出现虹，说明东边的大气中存在大量水滴，而西方已经转晴。由于天气系统已东移过境，未来本地就不再下雨了。因此，我国广泛流传着“东虹日头西虹雨”、“有虹在东，有雨落空；有虹在西，人披蓑衣”等谚语，《诗经》中所写“朝脐于西，崇朝其雨”也是这一含义。
由于有卷层云存在才出现晕，而卷层云通常出现在气旋的前端。在离锋面数百公里的后面，就是锋面所造成的云雨区。随着地面锋的移近，伴随而来的天气将是云层愈来愈低，风力逐渐增强，并出现降水。所以，日、月晕的出现，就意味着风雨天气即将到来，有“日晕三更雨，月晕午时风”、“月光带枷，大雨落下”、“月亮生毛，大雨冲壕”之说。当然这并不是说，出现日晕一定是下雨的征兆，出现月晕必刮风，还要看其他的天气条件。若只是气旋边缘经过此地，则不一定有雨，只是云层增厚，风力增强，风向改变。在热带气旋的外缘，也有卷层云存在，同样会成晕。所以台风季节，低纬度地区看到天空有卷云并有晕出现时，可能是台风将至的征兆。
华是衍射造成的，光通过小水滴或小冰晶时发生衍射的情形与夫朗和费小孔衍射基本相似。彩色圆环的大小显示出云中水滴或冰晶的大小。日环变大是天气晴朗的预兆，这表明水蒸气正在蒸发，蓝天会更清晰。缩小的日冕意味着将要下雨。午后太阳如果闪烁绿光，表明天气相当不错，这样的状况至少可以维持 24小时。所以有“大华晴、小华雨”的谚语。
当然，由于天气谚语往往具有地区和季节的局限性，并且是人们凭视觉和感觉来预测天气的。而天气是一个不断移动、发展的复杂系统，用天气谚语这一比较笼统的表述预测天气可能会产生偏差。所以对天气谚语，必须结合理论和实践进行分析和验证，因地制宜地正确运用。
生活语言中的光学知识
１、水中捞月一场空（摘不着的是镜中月，捞不着的是水中花）：因为平静的水面相当于平面镜，平面镜所成的像是虚像，所以当然是徒劳。
２、猪不戒照镜子—－里外不是人：根据平面镜成像的规律，物与像等大对称，像与物一模一样，仍象猪当然也就里外不是人了。
３、海市蜃楼：射向远处地面的太阳光，被反射到空中时，由于空气密度不均匀而发生折射，看到的是远处的景物所成的虚像。
４、洞中方一日，世上已千年：根据爱因斯坦的相对论，在接近光速的宇宙中航行，时间的流逝会比地球上慢得多，在这个“洞中”生活一天，地球上已度过了几年，几十年，甚至是上千年。
５、坐井观天，所见甚少：这是光在同一种物质中是沿直线传播的原因。
６、早晨的太阳大，中午的太阳小：这是因为早晨的太阳光折射效果特别明显，而中午的太阳光折射的效果不明显，特别是当阳光垂直照射地球表面时传播方向不变，不发生折射。不仅如此，早晨太阳升起时，实际上太阳还没有真正的出来，我们只是因为光的折射看到了太阳发出的光线。
奥运圣火为什么要通过阳光采集 1奥运圣火为什么要通过阳光采集？
奥林匹克圣火来自太阳神阿波罗的赐予，取火的这一天太阳是否露面很重要，采集奥林匹克圣火的唯一方式是让阳光集中在一枚凹面镜的中央，让它产生高温，然后引燃圣火。用传统的方式取火，象征着奥运圣火的纯洁，也象征着古奥运会传统的传承，所以必须保持这个传统。
2女祭司为什么要带个着火的火种罐前去采火种？
将取得的火种放在两个火种罐里，是为了防止出现意外，导致火种熄灭。从排练当天开始，女祭司每天都要在古奥林匹亚遗址排练并采集圣火，取得新的火种后，就熄灭前一天采集到的火种，直到24日在正式的北京奥运圣火采集仪式上取得火种。3月30日传递到北京的奥运会圣火将分装在三个火种罐里，其中两个交给北京奥组委带回北京，另一个存放在希腊奥委会，直到奥运圣火安全抵达北京。
3圣火采集仪式为什么在赫拉神庙举行？
在古代奥运会中，所谓圣火就是祭祀宙斯仪式中，赫拉神庙祭坛上的长明圣火———它象征了人类从宙斯处获取自然神力的合法传承性。为了与古代奥运会的精神相连，1936年，现代奥运会首次在赫拉神庙采集圣火。从那之后，历届奥运会采集圣火的仪式都在赫拉神殿前广场上的纳姆菲翁神坛举行。
4最高祭司为什么都是女的？
据说，这和古希腊供奉女灶神赫斯提亚的传统有关。在希腊神话中，火是赫菲斯托斯的神圣象征，是普罗米修斯从宙斯手中偷得赠送给人类的礼物。因此在每个古希腊城邦的中心，都有一个燃烧长明圣火的祭坛，而城邦居民每家每户也都有长明圣火，以供奉女灶神赫斯提亚。自从1936年开始在希腊奥林匹亚为柏林奥运会举行的圣火采集仪式以来，共有9位希腊女演员担任夏季奥运会圣火采集仪式的最高女祭司。
5祭司的服装每届都有变化吗？
祭司的服装由丝绸、亚麻等精细织物制成，保留了希腊点火仪式的一贯传统。此次圣火采集仪式祭司们的演出服装，曾被2000年悉尼奥运会和2004年雅典奥运会圣火采集仪式的演员使用，本次仪式后可能会延续至下届奥运会圣火采集仪式继续使用。
6火炬会不会中途熄灭？
奥运火炬燃烧系统可抵抗11级大风和数倍于每小时50毫米的大雨，所以正常情况下，火炬是不会中途熄灭的。不过，在历史上火炬有过5次被熄灭的记录，有人曾经拿灭火器熄灭过火炬，也有人不小心把火炬掉在地上导致火炬熄灭。最有戏剧性的一幕出现在悉尼奥运会的火炬传递过程中，当时有人从火炬手手中抢过火炬扔到海里，看看火炬是否会熄灭，可想而知火炬肯定熄灭了。在这种情况下，工作人员只能拿出提前准备好的火种罐，再次点燃火炬。为保持奥运圣火的纯洁性，在整个火炬接力中只能使用从奥林匹亚采集来的圣火进行传递。
为什么汽车要贴防护膜 减轻紫外线辐射伤害
过强的紫外线会对人皮肤造成伤害已是常识。普通车窗玻璃只可以阻隔19%的紫外线侵害，皮肤涂上防晒霜后，可抵御97.5%的紫外线侵害，但持续时间只有几小时，无法从根本上解决问题。而高质量的专业太阳膜紫外线阻隔率可达到99%。汽车膜阻挡紫外线，是因为在其生产过程中，在膜中添加了一种专门阻隔紫外线波长通过的材料。
隔热
有关数据显示，在温度超过28℃时，人的应急反应能力会下降50％。夏季汽车内的温度常常会比28℃还要高，这对司机来说是一个不小的考验。隔热是太阳膜的一大优点，贴上它不仅降低温度，使司机安心驾驶，而且可以少开或不开汽车空调，有效节省能源，同时也不影响汽车的动力性能。
防盗
汽车给我们的生活带来方便的同时，也增加了忧虑，比如担心窃贼盗窃车内物品。窃贼通常是寻找最容易得手的汽车作为袭击目标。只经过钢化的玻璃，无疑不能有效防止被盗。贴上汽车安全膜，危险系数会大大降低。实验显示，当贴上高质量的汽车安全膜以后，击碎一块玻璃的时间从几秒钟延长至数十秒钟。自行车尾灯的光学原理
周肇威
自行车后面装着一个红色的尾灯，里面没有灯泡，它有什么用处呢？白天，它的红颜色会引起后面的汽车司机的注意。夜晚，你拿个手电筒照一下，它会“发光”。它的本领是不管入射光从哪个角度射来，它的反射光都能逆着原方向反射回去。自行车尾部安上它，后面的汽车灯光照在它上面，司机看上去特别耀眼，就引起了司机的注意，避免汽车撞上。
现在拿两面镜子，使它们互成90°，这样组成一个偶镜，你做一次偶镜的游戏就能揭开自行车尾灯之谜了。把偶镜立在小柜子上，让镜子距地面的高度跟你眼睛的高度相同，拿一个手电筒，像图4－7那样让它靠着你的头。打开手电筒，让光线水平地射到偶镜上。看！偶镜上发出眩目的反射光。不管手电筒的光沿什么方向射向镜面，只要使光线保持水平，那么，反射光线就总是逆着原来的方向反射回来。
图4－8画出了偶镜的光路。入射光沿AO方向射到第一面镜子M1上，经反射后，沿O1O2方向射向第二面镜子M2，最后反射光线沿O2B方向反射回来。我们可以证明O2B平行于AO1。
因为主∠1＝∠2，（光的反射定律）
O1N1∥MM2（它们同时与MM1垂直）
∠2＝∠3，（内错角）
∠4＝∠5，（光的反射定律）
∠6＝90°－∠5＝90°－∠4＝∠3，所以∠6＝∠3＝∠2＝∠1；
因为∠3＝∠7（对顶角），所以
∠6＋∠7＝∠1＋∠2；
结论O2B∥AO1（同位角相等）
如果在这个偶镜上再加一面镜子，使三面镜子互相垂直；就像从箱子上切下一个角，得到了一个四面体，这就成了角反射器，它实际上是三对偶镜。从任何方向射向角反射器的光线都会被它沿原方向反射回来。自行车的尾灯，从表面上看去好像是蜂窝图案，它里面实际上是许许多多角反射器。本世纪60年代科学家们利用宇宙飞船已经把一个角反射器放到了月球上。从地球上向这个角反射器发送激光束，精确测出激光从地球射到反射器再返回地球的时间，再利用光速就可以算出月球到地球的距离。太阳能光电池的工作原理
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。
当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
当光照射到半导体上时，光子将能量提供给电子，电子将跃迁到更高的能态，在这些电子中，作为实际使用的光电器件里可利用的电子有：
（1）价带电子；
（2）自由电子或空穴（Free Carrier）；
（3）存在于杂质能级上的电子。
太阳电池可利用的电子主要是价带电子。由价带电子得到光的能量跃迁到导带的过程决定的光的吸收称为本征或固有吸收。
太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差VOC。可以测得这个值，并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定VOC的值。
太阳电池的能量转换过程
太阳电池是将太阳能直接转换成电能的器件。它的基本构造是由半导体的PN结组成。此外，异质结、肖特基势垒等也可以得到较好的光电转换效率。本节以最普通的硅PN结太阳电池为例，详细地观察光能转换成电能的情况。
首先研究使太阳电池工作时，在外部观测到的特性。当太阳光照射到这个太阳电池上时，将有和暗电流方向相反的光电流Iph流过。
当给太阳电池连结负载R，并用太阳光照射时，则负载上的电流Im和电压Vm将由图中有光照时的电流一电压特性曲线与V=-IR表示的直线的交点来确定。此时负载上有Pout=RI2m的*Gong*率消耗，它清楚地表明正在进行着光电能量的转换。通过调整负载的大小，可以在一个最佳的工作点上得到最大输出*Gong*率。输出*Gong*率（电能）与输入*Gong*率（光能）之比称为太阳电池的能量转换效率。
下面我们把目光转到太阳电池的内部，详细研究能量转换过程。太阳电池由硅pn结构成，在表面及背面形成无整流特性的欧姆接触。并假设除负载电阻R外，电路中无其它电阻成分。当具有hν（eV）（hν>Eg，Eg为硅的禁带宽度）能量的光子照射在太阳电池上时，产生电子―空穴对。由于光子的能量比硅的禁带宽度大，因此电子被激发到比导带底还高的能级处。对于p型硅来说，少数载流子浓度np极小（一般小于105/cm），导带的能级几乎都是空的，因此电子又马上落在导带底。这时电子及空穴将总的hν-Eg（ev）的多余能量以声子（晶格振动）的形式传给晶格。落到导带底的电子有的向表面或结扩散，有的在半导体内部或表面复合而消失了。但有一部分到达结的载流子，受结处的内建电场加速而流入n型硅中。在n型硅中，由于电子是多数载流子，流入的电子按介电驰豫时间的顺序传播，同时为满足n型硅内的载流子电中性条件，与流入的电子相同数目的电子从连接n型硅的电极流出。这时，电子失去相当于空间电荷区的电位高度及导带底和费米能级之间电位差的能量。设负载电阻上每秒每立方厘米流入N个电子，则加在负载电阻上的电压V=QNr=IR表示。由于电路中无电源，电压V=IR实际加在太阳电池的结上，即结处于正向偏置。一旦结处于正向偏置时，二极管电流Id=I0[exp(qV/nkT)-1]朝着与光激发产生的载流子形成的光电流Iph相反的方向流动，因而流入负载电阻的电流值为
在负载电阻上，一个电子失去一个qV的能量，即等于光子能量hν转换成电能qV。流过负载电阻的电子到达p型硅表面电极处，在P型硅中成为过剩载流子，于是和被扫出来的空穴复合，形成光电流 哈勃望远镜
以著名天文学家哈勃命名的“哈勃”太空望远镜，是迄今人类送往太空的最大的望远镜。
哈勃望远镜总长12.8米，镜筒直径4.28米，主镜直径2.4米，连外壳孔径则为3米，全重11.5吨。这是一个完整的性能卓越的空间天文台，借助它可观测到宇宙中140亿光年远发出的光；它能够单个地观测到星群中的任一颗星；它能研究和确定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年龄、距离标度；它还能分析河外星系，确定行星部、星系间的距离，它能对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。
哈勃望远镜包括全部自动化仪器设备，主镜、副镜、成像系统、计算机处理系统，中心消光圈、主副镜消光圈、控制操纵系统和图像发送系统，以及两个长11.8米、宽2.3米，能提供2.4千瓦功率的太阳电池板，两部与地面通信的抛物面天线等。它所携带的最先进设备有6种：
宽视场行星照相机。它灵敏度高，观测波段极宽，从紫外一直到红外。不仅可观测太阳系行星，还可对银河系和河外星系进行观测，且照片清晰度非常高。
暗弱天体照相机。它是两个既独立又相似的完整天体和探测系统，可探测到暗至23——29等的星体。
暗弱天体摄谱仪。它可对从紫外到近红外波段的辐射进行光谱分析，又可测算它们的偏震。
高分辨率摄谱仪。它能对紫外波段进行分光观测，能观察更暗弱、更遥远的天体。
高速光度计。它可在可见光波段和紫外波段范围内对天体作精确测量，可确定恒星目标的光度标准，又进一步识别过去人们观测到的天体情况。
精密制导遥感器。共有3台，分别用于望远镜定向系统和天体位置精密测量定位。
目前哈勃望远镜已有过许多重要发现，如拍摄到距地球5亿光年远的恒星碰撞，发现了超环围绕着1987A超新星的正在发光的气体环等等。神通广大的哈勃望远镜为人类观测宇宙立下汗马功劳。光速是怎样测出来的? 1834年，英国物理学家惠斯通利用旋转镜来测定电火花持续的时间，也想用此法来测定光速，同时也想确认一下在拆折射率更大的介质中，光速是否更大。惠斯通的思想方法是正确的，但是他没有完成。
斐索先后研究了光的干涉、热膨胀等，发明了干涉仪。他在研究和测量光速问题上作出了贡献，是第一个不用天文常数、不借助天文观察来测量光速的人。他是采用旋转齿轮的方法来测定光速的。测出的光速为 342539.21千米/秒，这个数值与当时天文学家公认的光速值相差甚小。
傅科在物理学史上以其“傅科摆”的实验著名于世。在光速测定的研究中，他是采用旋转平面镜的方法来测量光速的。其测得的光速为29.8×107米/秒，并分析实验误差不可能超过5×105米/秒。
1850年5月6日傅科向科学院报告了自己的实验结果，并发现光速在水中比在空气中小，证明了波动说的观点是正确的。
迈克耳逊（美国人，A.A.Michelson,1852-1931）继承了傅科的实验思想，用旋转八面棱镜法测得光速为299796千米/秒。日出与蜃景
日出与蜃景都包含有一定的光学知识，但它们是有区别的。在应用有关光学知识分析解释这 种光学自然现象时，要注意正确应用相关的光理论。
一、光的折射与日出
光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，日出时太阳理应恰好处于地平线时我们才能看到。但是，由于大气层并非均匀，而是在地面附近稠密，空中稀薄，且越到高空越稀薄。因而，远在大气层外的太阳光射入我们眼睛的过程，一路上传播光的空气介质的折射率是逐渐增大 的，因而太阳光一路折射使光线呈弯曲状。
由于太阳光是不断从折身率n较小的空气层射向折射率较大的空气层，因而折射 角r要小于入射角I，使得光线前进的总效果呈弯曲状。又由于人们日常生活的习惯经验，总 认为光线是沿直线传播的。因而，人眼总是逆着光线方向去寻找发光的物体，故认为日出时 太阳恰好处于地平线上，而非在地平线以下。由此看来，大气层对太阳光的折射结果，使我 们看到的日出要早一些，也就是看到的天体位置比实际置高一些。
二、光的反射与蜃景
无论是海面上的蜃景，还是沙漠上的蜃景，都是远处地面上的物体的光线经大气层反射进入 人眼的。因而和日出相比，它们的区别在于，日出“早出”现象是远在大气层外的光线过大 气层后的一种光的折射现象，而蜃景现象是远处地面上物体的光线经大气层反射的一种光的 反射现象。
对于海市蜃景，因海面处空气温度低，下层空气的折射率比上层大，故来自远处物体上的光 线是从光密介质进入光疏介质，将发生全反射，使光路呈弯曲状。人眼远远望去，好象在沿 直线方向海面的的远处上空有物景存在。
沙漠蜃景，是因沙漠表面空气因太阳照晒温度高，下层空气的折射率比小层小，故来自远处 物体上的光线也是从光密介质进入光疏介质，在地面附近发生全反射的结果。使人眼远远望 去好象在沿直线方向沙漠的远处有一池清水，甚至“水面”上景物倒立的像。
由此可见，日出与蜃景生产的条件和原因是不同的。学习中要注意区分分析它们所应用的光 学知识及处理方法。时代科技的神经-光导纤维
现代科学创造的奇迹之一，是使光像电流一样沿着导线传输。不过，这种导线不是一般的 金属导线，而是一种特殊的玻璃丝，人们称它为光导纤维，又叫光学纤维，简称光纤。
1870年，英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验：让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出，以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现，细光束不是穿出这股水流射向空气，而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。
光导纤维正是根据这一原理制造的。它的基本原料是廉价的石英玻璃，科学家将它们拉成直径只有几微米到几十微米的丝，然后再包上一层折射率比它小的材料。只要入射角满足一定的条件，光束就可以在这样制成的光导纤维中弯弯曲曲地从一端传到另一端，而不会在中途漏射。科学家将光导纤维的这一特性首先用于光通信。一根光导纤维只能传送一个很小的光点，如果把数以万计的光导纤维整齐地排成一束，并使每根光导纤维在两端的位置上一一对应，就可做成光缆。用光缆代替电缆通信具有无比的优越性。比如20根光纤组成的像铅笔精细的光缆，每天可通话7.6万人次，而1800根铜线组成的像碗口粗细的电缆，每天只能通话几千人次。光导纤维不仅重量轻、成本低、敷设方便，而且容量大、抗干扰、稳定可靠、保密性强。因此光缆正在取代铜线电缆，广泛地应用于通信、电视、广播、交通、军事、医疗等许多领域，难怪人们称誉光导纤维为信息时代的神经。我国自行研制、生产、建设的世界最长的京汉广(北京、武汉、广州)通信光缆，全长3047公里，已于1993年10月15日开通，标志我国已进入全面应用光通信的时代。人类理想的能源:太阳能
随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有3种，即火电、水电和核电。
火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。
水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。
核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。
这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是大阳能。
太阳能发电是最理想的新能源
照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
此图根据蒲提斯的太阳系形成理论，太阳向宇宙空间辐射出巨的光热能量。
从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。
要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。
目前，太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达20％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10％，每瓦发电设备价格降到1－2美元时，便足以同现在的发电方式竟争。估计本世纪末便可达到这一水平。
当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地，光电变换效率可达36％，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。
太阳能发电的应用
太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。
日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。
据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80％装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的14％，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30％－40％。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的3千瓦发电系统，需600万至700万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要降到100万到200万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。
不久前，美国德州仪器公司和SCE公司宣布，它们开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1毫米的小珠，它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1，700个这样的单元。这种新电池的特点是，虽然变换效率只有8％—10%，但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实，可以像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，非常方便。据称，使用这种新太阳电池，每瓦发电能力的设备只要15至2美元，而且每发一度电的费用也可降到14美分左右，完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上，每年就可获得一二千度的电力。
太阳能发电的前景
太阳能发电有更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划。准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算，到2000年、2050年、2100年，即使全用太阳能发电供给全球能源，占地也不过为 65.11万平方公里、186.79万平方公里、829.19万平方公里。829.19万平方公里才占全部海洋面积 2.3％或全部沙漠的 51.4％，甚至才是撒哈拉沙漠的 91.5％。因此这一方案是有可能实现的。
另一是天上发电方案。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想，准备在同步轨道上放一个长10公里、宽5公里的大平板，上面布满太阳电池，这样便可提供500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束、激光束等各种方案。目前虽已用模型飞机实现了短距离、短时间、小功率的微波无线输电，但离真正实用还有漫长的路程。能源之星 － 太阳能 什么是太阳能？
太阳内部不停进行着由氢聚变成氦的原子核反应——核聚变过程，不停地释放出巨大的能量，不断地向宇宙空间辐射，这就是太阳能。目前人类所能掌握的原子能产生方式是核裂变方式，如原子弹、核能发电站等，其威力已令人感到不可思议，但是太阳内部进行这种核聚变方式所产生的能量数千数万倍于核裂变方式所产生的能量遗憾的是，人类目前的技术水平还难以驾御核聚变这匹脱缰的野马，人类对核聚变的研究仍在艰苦地进行着。
太阳产生的能量之大是人类思维所无法理解的其散布到地球表面的能量不过是其所放射出的能量的十几亿分之一，但却养育了地球50亿年的生命进程。我国陆地表面每年接受的太阳能就相当于1700亿吨标准煤的能量！太阳内部的这种核聚变反应可以维持很长的时间，据估计约几十亿到上百亿年。当太阳胜极而衰的时候，地球人类一定已经找到新的栖息之所了，所以相对于人类的生存进化而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的能源宝库。
太阳能——绿色能源
日前人类依赖的主要能源是煤和石油，这些能源都会产生环境污染，而且它们并不是取之不尽的。水能应用也比较成熟，但仅取限于发电。而核能应用会带来意想不到的核污染。因此人类迫切需要寻找绿色环保的替代能源。风能、地热能、太阳能、海洋潮汐能都是可以开发利用的能源，其中人类对于太阳能的研究利用进展较大，如太阳能热水器、太阳能汽车、甚至人造卫星的动力装置太阳能电池都已经问世。
我国太阳能利用前景
我国幅员辽阔，具有丰富的太阳能资源和良好的开发利用基础。全国太阳能年辐射总量在3.8-8.4×102千焦/平方米之间，约占全国2/3以上的地区年日照时数大于2000小时。
太阳能应用可分为太阳热能与太阳光电能两种。太阳热能应用如：发电、热水、干燥、空调、温室等。太阳光电能应用如：发电、电池、电动汽车等。而太阳能热水器是目前唯一商品化的太阳能技术应用产品。
经过多年的努力，我国太阳热能利用已取得可喜的进展。太阳能热水器已应用于家庭、公寓、旅馆、商场、农林养殖等领域。随着产品的逐步改进，大众文明意识的提高，拥有九亿人口的农村潜在市场的开发，太阳能热水器应用将会出现一个大幅度增长时期，不久的将来将形成一个与空调、冰箱、彩电等家电产品一样的规模市场。已经有许多地方政府公开号召新建住宅小区要优先考虑安装太阳能热水装置。海市蜃楼
夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中．古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃景．海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的．夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大．我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中(图1)．
在沙漠里也会看到蜃景．太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小．从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一样．沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可及．
在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象．贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层穿空气的折射率小．从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样。太阳镜保护眼睛的原理 不反光玻璃的发明者是美国科学家凯瑟琳·布洛杰特（1898～1979）。这种玻璃在任何光照下都是完全透明的。这位美国女科学家是纽约州通用电器公司声望极高的实验室区接受的第一位女性。当时她年方19，成为物理化学家，诺贝尔奖得主欧文·朗谬尔（1881～1957）的助手。欧文正从事分子膜的研究。分子膜是很薄的物质膜层，就如单个分子铺成的“垫”那样。布洛杰特在30年代末发现，将一种钡的薄膜放在透镜上，可减少透镜的全反射光。于是不反光的眼镜诞生了。
太阳镜能阴挡令人不舒服的强光，同时可以保护眼睛免受紫外线的伤害。所有这一切都归功于金属粉末过滤装置，它们能在光线射入时对其进行“选择”。有色眼镜能有选择地吸收组成太阳光线的部分波段，就是因为它借助了很细的金属粉末（铁、铜、镍等）。事实上，当光线照到镜片上时，基于所谓“相消干涉”过程，光线就被消减了。也就是说，当某些波长的光线（这里指的是紫外线ａ，紫外线b，有时还有红外线）穿过镜片时，在镜片内侧即朝向眼睛的方向，它们就会相互抵消。形成光波的相互重叠并非偶然现象：一个波的波峰同其靠近的波的波谷合在一起，就导致相互抵消。相消干涉现象取决于镜片的折射系数（即光线从空气中穿过不同物质时发生偏离的程度），还取决于镜片的厚度。一般来讲，镜片的厚度变化不大，而镜片的折射系数则根据化学成分的差异而不同。
偏振眼镜则提供了另外一种保护眼睛的机理。柏油路的反射光是比较特殊的偏振光。这种反射光与直接来自太阳的光或者任何人工光源的光的不同之自就在于秩序问题。偏振光是由全朝一个方向震动的波形成的，而一般的光则是由不定向震动的波开成的。这就像一群无秩序随意走动的人与一批迈着整齐步伐行进的士兵那样，形成了鲜明的对经。一般地讲，反射光是一种有秩序的光。偏振镜片在阻挡这种光时特别有效，因为它的过滤性在发挥作用。这种镜片只让朝一定方向震动的偏振波通过，就像将光“梳理”了一样。对于道路反光问题，使用偏振眼镜能减少光的透射，因为它不让与道路平行震动的光波通过。事实上，过滤层的长分子被导向水平方向，可以吸收水平偏振光线。这样，大部分的反射光就被消除掉了，而周围环境的整个照明度并未减少。
最后，变色眼镜的镜片能在太阳光线射来之后变暗。当照明减弱之后，它又重新变得明亮了。之所以能够如此，是因为卤化银的结晶体在起作用。在正常情况下，它能使镜片保持完美的透明度。在太阳光的照射不，晶体中的银便分离出来，处于游离状的银便在镜片内部形成小的聚集体。这些小的银聚集体呈犬牙交错的不规则块状，它们无法透射
光线，而只能吸收光线，其结果就使镜片变暗。在光暗的情况不，结晶体又重形成，镜片随之恢复到明亮状态。
璃璃加工制成镜片，需经过4道工序。让看生产玻璃的大商家，美国人科宁所彩用程序。第一道工序是熔化，将基本的混合将我们看的加工物加热
到1100~1500℃。
下一步是提炼，即再提高玻璃的温度，使它更具流动性，并将熔化后仍残留在玻璃内的气体排除掉。玻璃从熔管中流出等待被切割，以形成准确的质量，称为“玻璃滴”，然后送去压制。在科宁使用的这套程序中，着色所需的金属粉末在熔炼过程中已经添加进去了，这正是有别于其他方法的独到之处。而一般方法是在制成的镜片上再加一个色层。
玻璃滴灌入模，模具确定镜片的外径和弯曲度，也就是说制成进一步加工成镜片的玻璃“毛坯”。这时，再次将玻璃加热并最后送去打磨（磨平表面）和抛光（使镜片达到完美的透明度）
彩色汽油与光干涉
雨过天晴，汽车驶过积水的柏油马路，会形成一片片油膜，在阳光下呈现出美丽的颜色。原来无色透明的汽油，怎么会变成彩色的呢？这是光的干涉现象造成的。
在平静的水塘中丢下一块石头，水面就会激起一圈圈涟漪。如果从同样的高度，同时丢下两块大小相同的石头，它们激起的水波相遇时，波动情况就大不一样，在两列水波相遇的区域，水面起伏更剧烈。某些地方的水面特别低。水面好像是一幅美丽的图案：从中心向外，不仅有成同心圆状的高低相间的圈圈，而且有辐射状的高低相间的条条。两列水波相遇后叠加的情况，物理学上叫做水波的干涉。
同样，两列光波相遇时也会发生干涉。飘浮在水面上的油膜，在各处的厚度是不一样的。当光线照在油膜上时，一部分会被油表面反射，另一部分进入油膜内部，被油膜下面的水表面反射。阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的复色光。当它在油膜的正面和背面反射相遇时，就要产生干涉现象，有的光线互相加强，有的光线互相减弱，甚至完全抵消。加强或减弱取决于光波的波长和薄膜的厚度。由于油膜的厚度各处都不一样，阳光中的不同波长的单色光在不同厚度的地方，有的会得到加强，有的却会减弱，甚至相互抵消。这样，油膜上有些地方就显得红一些，有些地方显得蓝一些，呈现出瑰丽的色彩。
不仅油膜会形成光的干涉，光线射入任何透明薄膜时，都会发生这种现象。比如肥皂泡、晴蜒或苍蝇或苍蝇的翅膀，在阳光的照射下，也显得色彩缤纷。人是怎样看见物体的古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错误的，但它说明人的认识是不断进步的。
公元11世纪，阿拉伯科学家伊本？海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此而看到物体。
现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛，通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像，然后通过神经系统传到大脑，产生视觉，人就看到了物体。神奇的激光
在一般人的心目中，太阳光可能是世界上光度最强的光。但是，到了20世纪中叶，科学家们却发现了一种比太阳表面亮度高出100亿倍的光，它就是激光。
要弄清激光，首先得从物质的原子结构谈起。原子是由带正电荷的原子核和带负电的电子组成。电子绕原子核作高速运动，犹如九大行星绕着太阳运转一样。电子排列是分层的，内层电子能量低，外层电子能量高，如果施加外力，使内层的电子跳到外层，而外层的电子再跳回内层，就会发生出灯光般的光束来。激光发光的基本原理就是电子跳跃而发射的光。当人们通过强大的外力激发，使某一物质中内层电子悄悄地跳到外层，使外层的电子越聚越多，而后，来一个反跳，使众多的高能电子一下子跳到低能的内层。这样，就会发出强大的光束，而这种强大的光束就叫做激光。用来产生激光的仪器叫激光器。由激光器产生的激光，在短时间内能发出巨大的能量。
1960年，美国科学家梅曼首先用红宝石作材料，制成世界上第一台激光器，获得了6943A°的红光，开创了激光技术的先河。如今形形色色的激光器如雨后春笋般出现。据统计，已有数百种之多。
种类繁多的激光器，它们都由三个主要部分组成：第一部分称工作物质，它是保证受激而产生激光的物质；第二部分称泵浦手段，这是不断给产生激光的物质补充能量；第三部分是振荡腔，通过腔的振荡不断放大，从而保证激光输出。
人们给激光冠上神奇的称谓，那是因为它有独特的本领：方向性强，颜色纯，能量大等。因而，它的用途十分广泛。用激光来加工机械，削铁如泥，任何金属在激光面前都会迎刃而解；用激光于通讯，携带信息量惊人，用之于电话，可使几十亿部电话同时通话；用之于电视，可传播上千万套；用之于印刷，分辨率达每英寸9000个点，调制速率可达几十兆赫；用之于计算机，比电子开关快1000倍。
尤其值得一提的是，激光还可以用来制造武器。比如，激光枪号称20世纪的无声枪，可使对方士兵双目失明；再如激光炮，它能量大命中率高，可轻易击毁敌方坦克、飞机、导弹，甚至卫星。美国在白沙导弹试验场，用功率最大的默兰克尔激光炮对赫赫有名的大力神式导弹发射，不到2秒钟，大力神导弹就折戟沉沙。激光炮的速度，达到惊人地步，每秒可走30万公里。
激光的发现能为人类造福，但也能给人类带来灾难。科学家的任务是，用其利，去其害，造福于子孙后代。生活离不开阳光
太阳既给人类送来了温暖，又给人类提供着粮食。只有在阳光照耀下，植物才能生长、开花、结果，所以，各种食物实际上就是太阳能的贮藏库。平时人们吃饭、吃菜、吃水果，就等于在吃太阳能。你看，阳光与人类的关系多么密切啊，离开阳光人类就无法生存。
太阳对于人类既然这么重要，那么，人类怎样利用太阳能，也就成为重要的研究课题。
一壶水直接放在阳光下晒，只能晒热，决不会沸腾，因为温度不够。但是如果把水壶放在一个密封的玻璃箱内，使热量“只进不出”的话，那末水就可能被“晒”得沸腾起来。世界上第一个太阳能收集装置，就是这样的玻璃盒子，名叫“热盒”。
那是在1770年，有人用玻璃做成五个大小不同的盒子，一层层地套装起来，每个盒子的间隙只有几厘米。把这套玻璃盒子放在阳光下，结果发现温度最高的地方在第四与第五个盒子之间（从外向里数），高达88℃。后来又有人采用良好的绝热材料制做盒底，并且涂成黑色，结果最高温度升到120℃。用这“热盒”烧水，很快就烧开了，因此曾轰动一时。
这“热盒”的秘密在哪里呢？主要在“玻璃”上。原来石英玻璃有一个怪脾气，它只许波长较短的辐射透过，而把长波辐射堵在外面。阳光波长较短，可以畅通无阻地透过玻璃进入盒内。玻璃盒内的物质（如空气或水）吸收了阳光的能量后，使温度升高，也会有热辐射出来。因为这种热辐射的波长较长，不能透过玻璃逃出盒外，所以，玻璃盒内的温度逐渐升高。
太阳灶也是一种利用太阳能的装置，它是依靠透镜或反光镜的帮助，把阳光聚集在一起的。
北方常见的冷床和温室，里面温暖如春，也是玻璃的功劳。
现在利用太阳能的建筑物，不断地涌现出来，既美观又实用。有一种被动式太阳房，它向阳一面的墙是黑的，墙外装了密封的玻璃框架，使它跟外墙之间形成通道式的空间。阳光把通道里的空气晒热，热空气上升，由顶部活门进入室内，而室内冷空气又可由下部通风口进入通道加热，这样循环不已，室温就不断提高。到了夏季，只要将顶部活门向室外开启，热空气就向室外流去，于是，房屋北面较冷的空气不断进入室内，替补流出的热空气，室温也跟着下降。这样的太阳房，只要有良好的隔热材料，设计合理，就能收到冬暖夏凉的效果。
一些太阳能热水器的集热箱，原理结构都差不多，它们大多安装在房顶上，给现代建筑增添了异彩。
新近国外又研制成一种新型玻璃瓦片，它的主要原料是硅。这种瓦片本身就是太阳能储存装置，它不仅在阳光下能产生电流，即使在阴雨连绵的天气里，也能产生电流，可以供室内照明使用。为什么门镜又叫警眼
有些居民的大门上，可以看到一个圆形的小孔，小孔中装有玻璃片，这便是门镜，透过门镜，室内的人可以清楚地看出室外是谁在敲门，可室外敲门的人却不能透过玻璃片看清室内有没有人，故此，也有人称门镜为“警眼”。
“警眼”中的玻璃片到底是什么？贴近小孔一看，就可以猜出来。由于透过小玻璃片看到室外是个“缩小”的人--一个正立缩小的虚象，所以它是一枚小小的凹透镜。
为什么用凹透镜作“警眼”？ 为什么它只能使室内人看清室外情况而不能反过来让室外人看到室内情况？ 借助光路可逆原理可以弄清楚这些问题。
当光在两种媒质分界上反射和折射时，光路是可逆的。也就是说，如果光线逆着反射光线的方向射到界面，它将逆着原来入射光线方向反射；如果光线逆着折射光线方向射到界面，它将逆着原来入射光线方向折射。
现在我们来讨论上面的问题。
如图136所示，OO′表示门上的小孔，S表示眼睛的位置，假设在S处放一点光源，S发出的光通过小孔能照到图上打斜线的范围AOO′A′。按光路可逆原理，在AOO′A范围内物体发出的光（或反射出来的光）都可以到达S。因此，眼睛在S处向外观察，可看到的正是AOO′A′包含的范围。若在同样的小孔OO′嵌上凹透镜，如图137所示，由于凹透镜对光线的发散作用，原来S处发生的光的照射范围可以由AOO′A′扩大到BOO′B′，若用眼睛在S处观察，则观察范围也将由AOO′A′扩大到BOO′B′。这就是使用凹透镜的原因--扩大观察范围。
用同一道理还可知，若眼睛观察位置S远离小孔到S′，如图138所示，则观察范围也将减小，“警眼”中凹透镜装在近室内一边门上，室内人一般紧贴着透镜向外观察，可观察到的范围就大，而站在室外的人从室外向里看，眼睛位置往往离小孔比较远，孔又很小，可观察到的范围极小，室内一般也比室外暗，所以从室外利用“警眼”也就看不清室内的情况了。
像超人一样发出光
这是科幻影片中的一个经典镜头：身穿红蓝紧身衣裤的无敌英雄超人正十分警惕地在天空巡游，他到达某一地后，只听到“噗噗”两声棗由于具有激光束赋予的超级视力，他成功地挫败了正在钢盘混凝土墙后面进行的一项罪恶活动。
在现实中这种情况会真实存在吗？用激光束穿透一个不透明的固体物就像用小勺挖布丁那样容易吧？答案是可能的，只要不让激光束激发起待穿透物品的原子就行了，也就是说要设法阻止电子（固定物品的电）在布满能量（光能量）的“餐桌”上饱餐一顿。
由赵岩（Yan Zhao）领导的底特律大学的科学家小组做过类似的实验：他们第一次成功的把一个不透明的固休体诱导成透明物体，就是说固体仍是不透明的，但光束能穿透固体而不使其变形。这很有点像超人穿透墙壁本领。美国得克萨斯大学的研究人员于1989年使这种“诱导透明”理论化，之后用钠蒸气构成的不透明介质进行实验。
1991年，加利福尼亚斯坦福大学世功地使用了锶蒸气。而赵岩的实验是第一次使用固体材料（一块未经加工的红宝石，在阳光下是不透明的），实验结果表明有可能获得称为“电磁诱导透明”现象。
事实上，底特律大学的科学家用微波撞击红宝石原子引起激光的发射。与此同时，激光束对准红宝石。从某种意义上讲，产生激光的电子没有觉察到另一种光的射入，这样，另一种光能毫无干扰地穿透而不被“电子网”缠住。
穿透七宝石的光束并没有被吸收，也没有失真变形。
一件物品是否透明取决于物品和撞击它的电磁辐射之间的相互作用。例如，一只普通玻璃杯对可见光是透明的，但对紫外线照射完全不透明（这也说明我们在温室里是晒不黑的）；相反，人体对太阳光是不透明的，而对X射线是透明的。美国科学家正是改变射入的光和不透明物体原子之间的相互作用，使光束穿透物体并使光束与固体原子撞击时“不受损坏”。
至此，我们不禁要问，光能穿透那些更复杂的、原子排列不像未加工红宝石那样整齐和那样规则的物体吗？答案似乎是可以的，目前正在进行的实验主要是找到一种方法，通过干扰大气以便对天空进行观测，尽管物理学家预计还需一定的时间才能得到初步的结果。将来，科学家们会具有能够穿透云层观察宇宙的“超人般的视力”。
用激光武装的科学家：
激光是由“纪律很好的”光子组成的，它是科学家喜欢使用的“武器”之一，科学家用激光探测原子和物体的状态。
穿透物体的“目光”
在科幻电影中，对于著名的英雄“超人”（上图）来说，一堵墙在他的眼中完全是透明的。这就像对放射科医生来说，人体也是透明的一样。左上图是医生用X射线进行体内检查。目前有些科学家想利用一种特殊的激光效法超人（左图），使光束能够穿透一个不透明的固体又不使固体受损。从某种意义上说，这就是使固体变得“透明”。飞秒激光
激光曾被视为神秘之光，并已被人类广泛使用。近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的光－－飞秒激光，飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。它在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大。科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。激光的历史还不到40年，是目前人类观察发现微观世界，揭示超快运动过程的重要手段。而且众多科学技术的研究因此获得了突破性发展。
飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1／1000万亿秒，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。这是飞秒激光的第一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。
飞秒激光的这些特性是如何实现的呢？高功率飞秒激光系统由四部分组成：振荡器、展宽器、放大器和压缩器。在振荡器内，利用一种特殊技术获得飞秒激光脉冲。展宽器将这个飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开。放大器使这一展宽的脉冲获得充分能量。压缩器把放大后的不同成分的光谱再会聚到一起，恢复到飞秒宽度，从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。
飞秒激光有什么用途呢？众所周知，物质是由分子和原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。
物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象：气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体。这种等离子体可以辐射出各种波长的射线的激光。高功率飞秒激光与电子束碰撞能够产生硬X射线飞秒激光，产生β射线激光，产生正负电子对。
高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。高功率飞秒激光还可以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏。利用飞秒激光能够非常有效地加速电子，使加速器的规模得到上千倍的压缩。高功率飞秒激光与物质相互作用，能够产生足够数量的中子，实现激光受控核聚变的快速点火。从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。天空颜色与大气污染
自然界中绚丽多彩的晚霞和日出东方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。但是很少有人知道，我们目睹的大部分颜色是污染造成的。城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。
在非常洁净、未受污染的大气中，落日的颜色特点鲜明。太阳是灿烂的黄色，同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。当落日缓缓地消失在地平线下面时，天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。即使太阳消失以后，贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起，所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。几分钟后，天空充满了淡淡的蓝色，它的颜色逐渐加深，向高空延展。但在一个高度工业化的区域，当污染物以微粒的形式悬浮在空中时，天空的颜色就截然不同了。圆圆的太阳呈现出桔红色，同时天空一片暗红。红色明暗的不同反映着污染物的厚度。有时落日以后，两边的天空出现两道宽宽的颜色，地平线附近是暗红色的，而它的上方是暗蓝色。当污染格外严重时，太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。甚至在它达到地平线之前，它的颜色就会逐渐褪去。
为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色，同时天空呈现出蓝色呢?在19世纪末期，英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释。在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中，大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出，散射光强和波长的四次方成反比(Ｉ∝１／λ４)，在这种情况下，散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面，所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气，在散射过程中它失去许多蓝色，所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。
根据瑞利的理论，当光波波长减少时，散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强，靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天，而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时，吸收使它丧失了许多能量，波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时，散射很强烈，但同时它们也被空气强烈地吸收，阳光到达地面时，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色，它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。
除了散射外，太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用，最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚，太阳光经过空气的路程长，能量损失过多，所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天，阳光在大气中经过的路程短，它的能量损失少，这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩，是很危险的。
在太阳刚刚落山前，你会看到太阳圆盘的周围有一圈灿烂的红色光环。这个光环是太阳光被远大于空气分子的灰尘颗粒——通常它们是悬浮在地球附近空中的——折射的结果。这个光环看上去从太阳圆盘的中心向外延伸了大约3倍。因为光环延伸的角度取决于光波波长和微粒的大小，所以估计折射的颗粒直径大约为尘埃颗粒的大小。如果一阵大雨在落日前清洗了一遍空气的话，在落日时通常就看不到这个光环。瑞利未能明确地解释受污染的空气问题。虽然他的理论指出了光的散射强度将随着散射颗粒的增大而急剧增强，但它只适用于比光波波长小得多的微粒，对于直径超过0.025毫米的颗粒（例如空气分子）就不适用了。在当今的工业社会，污染物通常是悬浮的微粒，它们由直径从0.01到10毫米不等的微粒组成。瑞利的理论不能解释这种情况。后来，戈什塔夫·米证明了大粒子的散射取决于粒子线度与波长的比值，并于1908年提出了一个更为普遍的理论，它所覆盖的颗粒大小范围更大。这个理论指出，如果空气中有足够大的颗粒，它们将决定散射的情况。米氏的散射理论可以解释我们看见的城市天空的景象，颗粒越大，散射越多，同时散射的效果取决于波长。散射不仅在光谱的蓝色区域强烈，而且在绿色到黄色部分也很强。
所以，穿过了受到很多污染的空气层的太阳光的强度削弱了许多，太阳看上去更红一些，它已经失去它的蓝色、黄色和绿色成分。除了散射外，像臭氧和水蒸汽还会额外地吸收光能。结果圆圆的太阳呈现出黯淡、桔红的颜色。那么在受污染的空气中，天空本身的颜色又如何呢?悬浮在空中的污染物，时间一久便会聚集成层，较大的颗粒在地面附近形成了较浓密层。当太阳光穿透这些层时，它逐渐褪色，呈现出桔红色。散射的光失去了大量波长较短的光波，结果主要是红光得以穿透。天空呈现出暗红色；因为散射的红光要穿过空气层中较低的、愈来愈浓密的空气，所以在地球表面附近红色越来越浓。你所看到的落日的类型主要取决于你所处的地方。在地面上，落日的亮度和颜色取决于季节和当地每天的大气状况。人在高处所看见的日出和日落的景色完全不同。有时日落后，站在平台上的观察者能看到贴近两面地平线的一小部分空气散射的阳光。
日出时，在太阳升起之前，散射的光便可以看见，而对于落日而言，天空的颜色取决于大气状况。日出之前天空中呈现的鲜艳的颜色，例如橙黄色、紫色和深蓝色，表明东面的大气相对而言没受污染。一旦太阳升起来，大部分天空变成了蓝色，只有在贴近地面的部分呈现出一段狭窄的橙色和黄色。
傍晚的天空能揭示出大气受污染的情况。天然的“污染”也会影响天空颜色，尤其是火山喷发出的大量的灰尘、热气体和水蒸汽进入大气时。灰尘的颗粒和其他一些微粒最终在离地面15千米到20千米之间的地方聚集成层。这个空气层散射太阳光的效果格外明显，绚丽多彩，太阳呈现出蓝色或绿色，尤其是在黄昏时分，火山喷发几年之后还能看到这种景象。
这些引人入胜的景色并不能弥补污染的危害，无论污染是天然的还是人为的。但至少污染物颗粒通过绚丽多彩的天空颜色的微妙变化显示了它们的存在。城市日落一旦出现暗红色，那便是对我们的警告。我们应当禁止污染物排入大气，只有这样，才能保证我们的子孙后代能够继续欣赏到明朗的天空。
