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1 # DailyScience
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2 # 科學重口味
這就是鐳射能夠切割物體的原理。
但,人造的鐳射裝置真的能像《生化危機》中那樣,將人活活切成塊嗎?
還真是木有問題!依靠現在的鐳射技術,電影中的場景並不算虛構和科幻,而是現實。
在醫學上,鐳射早已有了非常廣泛的應用,我的近視眼就是用鐳射手術治好的。很多手術也以來伽馬射線來“切肉”的。
如果你覺得這些鐳射裝置功率太低了,別急,有大功率的。
鐳射切割機在工業上的應用更加的廣泛,厚厚的鋼板在鐳射的“注視”下,都能輕鬆地被切開,就更不用說肉了。
但是,切生鮮的肉,跟切鋼板會不會不一樣呢?
沒什麼差別。
實際上,在國外的一些牛排加工廠,鐳射切割機早就用上了,而且工作效率之快,簡直讓人不可思議:每分鐘切割7000下,夠速度了吧?
用這種鐳射切割機上演《生活危機》中的場景,依然一點問題都沒有。
細絲是能夠把人切成碎塊的。
為了解釋為什麼它能把人切成碎塊,我們首先要知道一個概念叫做“應力”。應力表示物體單位面積所受的力,雖然這個概念在生活上少有人接觸,但應力的作用確是體現在了生活中的各個角落。
為什麼我們生活中、戰爭中用的刀、槍要做得鋒利呢?或者說要把刀槍的刃口做得很薄、很尖銳?同樣是切一塊肉,好的刀你只要輕輕一施力,肉就被切成了兩半,而鈍化了的刀切半天也切不開。這些結果其實都是有應力決定的,應力是單位面積所受的力,即
P=F/S
其中P為應力,F為力,S為接觸面積。
可以看到,在同樣力的的作用下,即F相同,若面積S減小,那麼F/S就會增大,也就是應力P會增大。
那麼應力增大代表著什麼,又會導致什麼結果呢?
其實,在科學界,任何一種物質、一種材料的強度都是有應力來表示的,每一種材料都有屬於自己的強度,即它所能承受的最大應力值。也就是說,應力越大,材料就越容易被破壞,當物體或者材料所受到的應力超過它的最大應力值的時候,這個材料會被破壞(斷裂、脆裂)。
我們再回頭看,其實也就不難理解為什麼鋒利的刀切肉很容易了,因為鋒利的刀與肉實際接觸面積很小,你只需要較小的力就可以使肉受到很大的應力,從而更容易達到肉的應力極限,也就是肉的斷裂強度,進而把肉切開了。
有人會問,那細絲又不是刀,刀能切開,細絲不一定可以啊。其實,無論是細絲還是刀,它們的刃口都不是完全鋒利的,也就是說並不是無限小的。這裡以一把小刀為例,作者在顯微鏡不同放大倍數下做了實驗,可以看到,原本鋒利的小刀,其實在放大之後它的刃口並不是所謂的“完全鋒利”的。細絲和這個是一個道理,當絲足夠細的時候,它就相當於刀的刃口,只要絲的強度足夠大,一樣可以削鐵如泥。