你知道高速摄像机能捕捉到光线吗?

2020-09-17

你知道还有什么能比光更快吗?1946年,艾哲顿博士用高速摄像机镜头拍摄并记录下子弹穿过苹果的瞬间,当时的这一组照片仿佛为人们揭开了光的神秘面纱,在紧紧追着光,但也只能望其项背,仅仅是可以看到光的背影,因为追光确实痴人说梦,根本无法将其看得清楚。

出于对前辈的崇拜,也出于对自然的好奇,五十多年后,有人终于离光又进了一步,他们可以看到光运行的轨迹,即可以可以对光进行捕捉。当然这个是通过一个实验实现的,实验大致是将一束激光从瓶子的底端射入,这项技术将光的运行轨迹记录下来。

高速摄像机镜头

而这仅仅只是对一纳秒内发生的事情进行了一万倍的放慢,原来一束光从瓶子传过去只需要一纳米,而我们通过这个摄像机却看到了一纳秒之内发生的事情,倘若再放慢一点,我们是不是就能看到0.1纳秒或者能更清楚的看到运动中的光。以此类推,当将其放慢到几百万的放慢后那光是不是就是可以被握在手里,那对于现实生活中我们就可以回到过去,或者回到未来,掌握了时空?真是这样吗?想多了!不过据说当时科研者还要对其进行一百万倍的放慢实验,目的是更清楚的看到光的运动,后来因为就某些因素无果而终。倘若将一颗正常速度的子弹射入瓶子里,那么经过这项技术的放慢,当子弹从底部射向盖子的时候,大约要历时一年,也就是光一纳秒传播的距离等于子弹一年的距离,这个差距真大。那么他们是怎么将比子弹传播速度快N倍的光速捕捉到呢?运用的什么技术呢?这项技术就是“飞秒成像”。

那么问题来了,高速摄像机拍摄时,每一副图的曝光率少之又少,怎么才能使微乎其微的光组成一个图像呢?光速每秒30万千米,要想拍清楚就需要把光限制在0.3毫米之内,莫非这项技术真是超过了光速,真的比光还快?非也,并不是超过了光速,实验中所呈现的也不是真实拍到光运行的轨迹,而是将每次能捕捉到的图像,无论是清晰不清晰、光强光弱,都将其记录下来,然后通过计算机将几百万次的图像组合起来,组合成一幅完整的图像,将其放慢,也就是我们在实验中看到的那样,当然这幅图是真实的,只不过我们不和光比速度,而是和它比“狡猾”,你快你先走,我慢我断后。

 


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