镜子为什么可以反射激光(镜子能够反射激光吗)

镜子能反射光线,只是大家都知道的常识。

记得小时候看动画片,敌人用激光作为武器,杀伤力很强。这时候正义一方突然想到一个点子,就是搞了很多面镜子,当敌人再次用激光武器时,用镜子把激光反射回去,把激光武器给毁了。

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那么,真实情况下,激光真的可以被反射吗?

理论上激光是可以反射的,但是有个前提,就是功率不能太大,否则会直接把镜子熔化掉。就好比汽车的减震,如果振动不太大的话,坐在车里也就是稍微晃动一下而已。但如果汽车直接冲下山崖,汽车的减震还能起作用吗?

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高能激光是一束高度聚焦的强激光光束,由于光没有质量,所以无法直接产生如动能的物理伤害,主要是极短时间目标表面上产生的巨大热能,从而熔化目标。激光武器的破坏机理包括:

1. 热破坏,物体短时间内受热熔化、气化甚至电离。

2. 力学破坏,物体内部气化和电离形成的等离子体高速向外喷射,形成的反冲力会使目标变形断裂。

3. 辐射破坏。

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镜子可以反射高能激光吗?

一般我们用的镜子涂层是银或者铝,反射率一般是90%左。目前市面上最好镜子反射率大概92%,也就是说还剩下8%的激光能量被吸收。

物体吸收热量产生的温度,与物体的比热容、物体质量、照射时间相关。我们看看常见物质温度和热量关系:

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水的比热容是4.2KJ/(kg·℃),加热1kg水升高1℃需要4200焦耳热量。也就是说,4200焦耳能量,可以使1g水瞬间温度升高到1000℃。

钢铁的比热容是0.46KJ/(kg·℃),飞机的常用材料钛合金tc4的比热容是0.52J/(kg·℃),也就是说要是1kg钢铁和钛合金升高1℃需要的热量分别为460焦耳和520焦耳。钛合金的熔点大约是1660℃,只要在其表面产生1660℃就可以让它熔化。1克钛合金产生1660℃温度,需要的热量为1660×520×0.001=863.2焦耳。

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上述这些物质的反射率是很低的,激光照射够来的光基本都被吸收,对于高能激光来说,一个脉冲就几万焦耳热量,瞬间就可以把他们气化。

就算是反射效果比较好的镀银镜子,银的比热容0.24KJ/(kg·℃),熔点才961.8℃。假如照射的光斑为1个平方厘米,镀银重量为1克,把镀银反射层熔化所需的能量为:0.001×240×961.8=230.8焦耳。

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假设银能反射掉92%的光,剩余8%被吸收,那么熔化掉镜子反射层需要230.8÷0.08≈2886焦耳。对于高能激光来说,这是小意思。

目前美军进行的舰载激光武器测试,其功率大概为150KW。目前已经公布的高能激光武器里最强的是美国的YAL-1A 化学氧碘激光炮激光器,这玩意可以装在波音747上或者军舰上,持续发射功率是1~2兆瓦,即便镜子已经反射了92%的功率,剩下的8%也足以让反射涂层瞬间蒸发;或者是热把周围的空气加热,产生爆炸一样的效果,直接把镜子炸裂。

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据报道美国3M公司的科学家最近造出一种镜子,能将99%以上的入射光都反射回去,堪称世界最有效的“镜子”。如果是这面镜子,是否可以反射激光呢。

其实和上面的镜子还是差不多,只要功率足够大,或者激光斑点很小,剩下的1%能量也能将镜子熔化掉。

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另外,激光脉冲能量=功率÷脉冲频率。一般一个脉冲时间为皮秒级时间,如果频率为10,也就是说1秒钟照射10次,就是10倍的能量!

所以,以目前的材料和技术工艺来说,镜子是无法反射高能激光的。

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何况镜子要反射激光,要求镜子必须要保持绝对光滑、极高熔点以及高度洁净环境。以现有条件来说,这些是很难做到的,特别是后者,在战场上那是不可能的。

电视电影上的镜子反激光武器,只是剧情需要而已哈,不必当真!

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