在童話故事《一千零一夜》的《阿拉丁神燈》篇中,主人公阿拉丁在魔法師的帶領(lǐng)下,找到了一盞外觀普普通通,但卻威力無比的神燈,它可以讓人擁有數(shù)也數(shù)不盡的財(cái)富,可以讓人心想事成,最后阿拉丁憑借神燈的力量娶到了天下最美麗的公主。
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)4L- a?-&O$UHf\ 而在最近上海世博會(huì)上,中科院展出了一盞外觀普通,發(fā)著柔和
燈光的
LED臺(tái)燈,這盞“神燈”雖然不會(huì)讓你家財(cái)萬貫,夢想成真,但是卻可以在它燈光的照耀下通過一個(gè)小小的接收裝置就可以讓你的筆記本電腦輕松連入互聯(lián)網(wǎng),不需要網(wǎng)線,也不需要無線網(wǎng)卡。
C-y MWr ooVs8T2 其實(shí)在很早以前的古代,人們就已經(jīng)用燈光和火光來交流信息了:烽火臺(tái)上燃燒的烽火;三國里面攜帶求救信息的“孔明燈”;在一場戰(zhàn)爭中盤踞在兩個(gè)山頭的部隊(duì)在漆黑的夜晚也會(huì)用火把互相交流不同的信息;在茫茫大海上,點(diǎn)滴火光也是船隊(duì)間交流的手段。
xxur4@p! FaeKDbLJr 可是無論火光,后來愛迪生發(fā)明的電燈燈光,還是現(xiàn)在使用的熒光燈、LED燈,所有的燈光傳播的距離都很有限。
光線只能沿著直線傳播,不能夠穿過不透明的物體一般的燈光發(fā)出的光線四面八方都有,隨著距離的增加光線的強(qiáng)度隨距離平方下降,一盞亮得刺眼的電燈在幾百米以外只剩下一個(gè)小亮點(diǎn),在幾公里以外就只能淹沒在茫茫大氣中了。
+4:eb)e G[>NP#P 因此,可見光在很長一段歷史時(shí)期內(nèi)不能夠作為一種有效的長距離通信工具。而可見光的兄弟,同屬于電磁波家族的無線電波在一百多年前在特斯拉、馬可尼等科學(xué)家的手中就開始在人類通信事業(yè)中大展身手。無線電波的
波長更長,碰到障礙物更聰明,會(huì)通過衍射“繞過去”,即使遇到微小的孔縫空隙,也可以鉆過去,它可以翻山越嶺,傳遞很遠(yuǎn)的距離。這樣,無線電波主導(dǎo)了通信世界很多年。
S~3|1Hw*tN lEHx/#qt9 后來高準(zhǔn)直性、高亮度、高相干性的單色
光源——
激光出現(xiàn)了,激光的準(zhǔn)直性使得光在傳播過程中不會(huì)散失到其他方向上去,不會(huì)隨距離快速衰減,但是在大氣里利用激光傳遞信息還是會(huì)受到障礙物的影響以及空氣的散射,而且,由于地球是球形的,激光的長距離直線傳播是不可能的。為了解決這些問題,在20世紀(jì)六七十年代華裔科學(xué)家高錕等人的努力下,出現(xiàn)了世界上第一根用玻璃制造的光導(dǎo)纖維。激光在
光纖里可以基本沒有損耗地曲折前進(jìn)。而且,利用一根光纖,我們可以同時(shí)基本沒有損耗地傳送很多束攜帶不同信息的激光。大量的信息通過光纖可以快速地傳播到世界各地,這就是我們常說的信息高速公路。因?yàn)檫@項(xiàng)貢獻(xiàn),高錕被稱為“光纖之父”,他也因此和其他兩位科學(xué)家分享了2009年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
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