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Sunday, December 20, 2015
星際大戰---------光劍
最新一集的星際大戰---Star Wars上映了!不知道大家看了沒有。說到星際大戰,大家一定會先想到光劍 (Light sabers)。在電影裡,光劍是一種光束刀,能輕鬆斬斷人的身體甚至是堅硬的金屬。這個武器不只外型引人注目,也同時具有強大的威力。讓人不禁好奇,在現實生活中是否也能打造出這種高科技武器呢?
要探討這項科技的可能性,我們要先了解這項武器的構造和特性。首先,光劍的刀身是一個圓柱形的光束。這個光束似乎具有很高的溫度和能量,能貫穿一切事物。在現實中,高能量的雷射確實能貫穿並且燃燒物體,但是,光束是會不斷前進的,不會像電影裡的光劍一樣,有一個光束能維持一定的長度。如果絕地武士(jedi)拿著雷射光劍決鬥,你會看到兩個人揮舞著無限長的光束揮來揮去。所以,電影裡的光劍不會是用高能量雷射製成的。
雖然光劍不能用光構成劍身,但是光劍仍然是能被實現的。光劍的劍身可以用電漿構成。電漿態是物質的第四態,是一種被電離的氣體,氣體分子中的電子脫離原子核跑出來後形成。想讓物體達到電漿態,最常被使用的方法就是將氣體加到高溫,達到電漿態的氣體具有攝氏上千度的溫度,這樣的溫度的確能破壞並融化大部分的物質。但是,達到電漿態的氣體只是高溫的氣體雲,用電漿打造的劍身不會和另一把光劍的劍身碰撞,如果劍身不能相互碰撞,就不可能用這樣的光劍來打鬥了。事實上,我們能用一種特殊材料來容納這些電漿,這個材料就是"耐高溫陶瓷",著種材質可以承受電漿的高溫,進而儲存電漿。接著,只要在這種耐高溫陶瓷上開數個小洞,高溫電漿就能從這些小洞被釋放出來,並且斬斷被光劍碰觸到的物體。從劍身釋放出的店將會以光和熱的形式釋放能量,所以劍身會像電影裡的光劍一樣發光。所以,電漿的確是讓光劍成真的關鍵。
然而,要產生高溫電漿,我們必須要有巨大的能量。從電影裡我們可以看出,光劍的能量來源被放在約15-20公分的劍柄裡。以現在來說,體積小到能被放進劍柄裡的能量來源只有一般的電池,而這些電池無法產生足夠的能量來製造電漿。但是,我們可以藉由奈米科技幫我們達到目的,現在科學家正在研究一種奈米電池,奈米電池能讓電池的體積大幅縮小並且儲存大量的能源,所以,我們將能夠做出能夠被放進光劍劍柄而且具有足夠能量產生電漿的奈米電池。在未來,這樣的電池將能帶來更多的進步。
如此一來,光劍的劍身以及能量來源都有了,由此可知,想要做出一把真的光劍不是不可能。也許在不久的將來,這樣一把威力無窮的武器能夠問世。
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