激光筆、激光燈、激光電視，激光打印機(jī)……生活中，激光類物品隨處可見。什么是激光呢？激光是如何產(chǎn)生的呢？為什么有這么多種用途呢？ 

　　其實(shí)激光并不屬于自然界天然存在的光，它是通過一種物理原理形成的光。如果想要明白激光是怎樣產(chǎn)生的，就需要了解幾個(gè)物理概念。第一個(gè)概念是躍遷。在目前已知的科學(xué)體系中，所有的物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的，而原子又是由原子核和核外電子構(gòu)成的。處于不同能級(jí)的軌道上的核外電子圍繞原子核進(jìn)行繞核運(yùn)動(dòng)。位于低能級(jí)軌道上的電子想轉(zhuǎn)移到高能級(jí)軌道需要吸收一定的能量，反過來，高能級(jí)軌道上的電子想轉(zhuǎn)移到低能級(jí)軌道上就要釋放一部分多余的能量。第二個(gè)概念是發(fā)光過程。一般情況下，在沒有外界影響的狀態(tài)下，高能級(jí)的原子會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷，并將多余的能量以發(fā)光的形式釋放出來，這種發(fā)光的過程被稱作自發(fā)輻射。平時(shí)我們家里使用的日光燈和白熾燈等的發(fā)光原理就是如此。 

　　此外，還有一種發(fā)光過程——受激輻射。當(dāng)原子處于某種激發(fā)態(tài)時(shí)，有電勢(shì)能（E）合適的光子從該原子附近通過，該原子就會(huì)釋放出一個(gè)具有同樣電勢(shì)能的光子從而躍遷到低能級(jí)狀態(tài)。這個(gè)被釋放出的光子繼續(xù)與其他原子發(fā)生受激輻射作用，就會(huì)產(chǎn)生越來越多具有相同電勢(shì)能的光子。它們的頻率、偏振狀態(tài)和傳播方向都是相同的，當(dāng)這些相同的光子一同發(fā)生能量激發(fā)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種不發(fā)散的強(qiáng)光，也就是我們想要一探究竟的激光。 

　　激光除了有不發(fā)散的特點(diǎn)外，還具有亮度高、方向性好、單色性好等特點(diǎn)。根據(jù)不同的特點(diǎn)，激光可以被應(yīng)用在不同的方面。 

　　例如激光電視，即：通過“激光光源+超短焦鏡頭+抗光屏幕”的激光電視技術(shù)路線，成功挑戰(zhàn)人眼視覺的分辨極限，實(shí)現(xiàn)超高清、高保真的圖像再現(xiàn)。 

　　同樣，也可以利用激光能量集中和平行度高的特性，進(jìn)行激光測(cè)距、激光雷達(dá)和激光準(zhǔn)直等的使用，其中激光雷達(dá)更是優(yōu)勢(shì)顯著。與太空衛(wèi)星通過監(jiān)測(cè)太陽(yáng)光穿過地球大氣層達(dá)到地面再反射回衛(wèi)星的方式不同，主動(dòng)激光雷達(dá)直接從空中向地面發(fā)射一股激光，因其激光穩(wěn)定性好難發(fā)散，不易受云層和氣溶膠的影響，加上是自發(fā)發(fā)光，也不受白天和黑夜的影響，可以進(jìn)行夜間觀測(cè)，能更全面地進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析。 

　　本文由山東省威海市鳳林學(xué)校二級(jí)教師劉歡進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。  

　　新華網(wǎng)科普事業(yè)部

　　科普中國(guó)-科學(xué)原理一點(diǎn)通

　　聯(lián)合出品

　　本作品為“科普中國(guó)-科學(xué)原理一點(diǎn)通”原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載時(shí)務(wù)請(qǐng)注明出處。