你們見過生銹的鐵門上面有一層紅紅的鐵銹,很難擦掉。用激光就能把鐵銹去掉,你們知道這是為什么嗎?今天我們就來聊聊激光除銹的小秘密。
激光其實(shí)是一種特別的光,就像我們玩的手電筒發(fā)出的光,以及陽光一樣,不過它比普通的光更厲害。每一種激光都有自己固定的振動(dòng)頻率。就像我們跳繩有跳繩的節(jié)奏,蕩秋千有蕩秋千的節(jié)奏一樣,激光也有自己獨(dú)特的節(jié)奏。
我們周圍的各種物質(zhì),比如鐵、鐵銹、木頭等,它們的分子也有自己的振動(dòng)頻率。當(dāng)激光的振動(dòng)頻率和某種物質(zhì)分子的振動(dòng)頻率差不多時(shí),就會(huì)產(chǎn)生共振。這時(shí)候,分子間互相碰撞,結(jié)果溫度一下子就升高了。當(dāng)溫度超過這種物質(zhì)的沸點(diǎn)時(shí),它就會(huì)變成氣體,汽化消失了。不同材料的 "喜好" 不同,不同波長的激光,就好像不同口味的糖果,不同的材料分子對(duì)它們的 "喜好" 也不一樣。有的材料分子特別喜歡某種波長的激光,也就是它們的振動(dòng)頻率和這種激光的振動(dòng)頻率很接近,那這種材料對(duì)這種激光的吸收率就高。相反,如果振動(dòng)頻率相差很大,材料就不太喜歡這種激光,吸收率就低。所以,特定波長的激光只能清洗特定的材料哦。
在激光除銹中,我們常用的是光纖激光,它的波長是 1064nm,這就好像是一種特殊顏色的光。導(dǎo)體類材料,比如鐵、銅這些,它們的分子運(yùn)動(dòng)很活躍,振動(dòng)頻率正好和這種光纖激光的振動(dòng)頻率很接近,就像好朋友一樣合拍。所以導(dǎo)體類材料特別喜歡這種激光,吸收率很高。而絕緣體材料,比如塑料、陶瓷,它們的分子振動(dòng)頻率和這種激光相差比較大,就不太喜歡這種激光,吸收率很低。半導(dǎo)體材料對(duì)這種激光的吸收率也不錯(cuò)。
在激光除銹中會(huì)產(chǎn)生聲音和沖擊波,這是因?yàn)楫?dāng)鐵銹這種物質(zhì)從固態(tài)變成氣態(tài)的時(shí)候,體積會(huì)一下子增加 800 倍呢!就好像一個(gè)小小的氣球突然吹得特別大。如果這個(gè)變化過程特別快,就會(huì)產(chǎn)生一種像爆破一樣的效果,發(fā)出 "轟" 的一聲,產(chǎn)生沖擊波。就是這種沖擊波,把鐵銹從物體表面給 "趕" 走啦!但這些都是果,而非因, 激光除銹的核心原理就是共振。
現(xiàn)在大家知道了吧,激光除銹其實(shí)就是利用了共振的原理,讓特定的材料吸收激光能量,變成氣體或者通過沖擊波被清除掉。是不是很有趣呢?下次看到生銹的東西,說不定就能想到這個(gè)神奇的激光除銹術(shù)啦!
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