第 13 集 · B1 · 8 分钟
科普新知 · 第13集 · 拍瓦激光讲座
适合听读练习的俄语真实语料。片段原文开头：Спасибо. Спасибо. Да, меня зовут Артем Кашула, я представляю Институт прикладной физики Российской
中俄字幕
Спасибо. Спасибо.
谢谢。谢谢。
Да, меня зовут Артем Кашула, я представляю Институт прикладной физики Российской
是的，我叫阿尔捷姆·卡舒拉，来自俄罗斯科学院应用物理研究所。
академии наук.
俄罗斯科学院。
Это... Нижний Новгород— город,
这是……下诺夫哥罗德——一座城市，
который находится в четыреста километрах отсюда.
距此约四百公里。
и ну рассказать я хочу большей частью о том чем мы там занимаемся я сам теоретик
我想主要介绍我们在那里开展的工作。我本人是一名理论物理学家，
и речь моя лекция пойдет о таких удивительных на самом деле машинах,
我的讲座将围绕一类真正奇妙的机器展开，
которые называются лазерами сверхвысокой пиковой мощности.
它们被称为超高峰值功率激光器。
сверхвысокопиковая мощность на данный момент— это мощность в один петаватт, то
目前，超高峰值功率指一拍瓦（10¹⁵瓦）的功率，
есть речь идет о петаваттных плаэзах.
即所谓拍瓦级激光器。
И о том, как и для чего они могут быть использованы, и как они взаимодействуют,
以及它们如何被使用、为何被使用，以及它们如何相互作用
или их излучение взаимодействует с веществом.
或者说它们的辐射如何与物质相互作用。
ну для начала давайте попробуем разобраться что такое это ватт
首先，我们来弄清楚什么是‘瓦特’。
ну я думаю что вы все более менее представляете себе что такое ватт
我想大家对‘瓦特’这个概念多少都有些了解。
да то есть вот обычная лампочка накаливания мы все знаем имеет мощность там сорок
比如，我们都知道普通白炽灯泡的功率大约是40
шестьдесят сто ватт, но эта
60或100瓦，但这是它从电网吸收的功率，而
мощность, которая она поглощает из сети, а в
它转化为辐射的功率仅占其中一部分，
излучение она переводит, ну обычно порядка там одного, двух, ну нескольких процентов
通常仅为总功率的约1%、2%，最多几个百分点。
этой мощности.
也就是说，1瓦——这1瓦可以理解为灯泡的辐射功率。
То есть один ватт, один ватт, это можно сказать мощность излучения лампочки
也就是说，1瓦——这1瓦可以理解为灯泡的辐射功率。
накаливания. Так вот,
白炽灯。所以，
один петаватт— это один триллион
1拍瓦等于1万亿瓦，
ватт, ну или один миллион миллиардов, если вы не очень знакомы с
或者说100万兆瓦，如果你不太熟悉这种单位名称的话，
таким названием.
这种叫法。
цифра с пятнадцатью нулями.
一个带15个零的数字。
Сомневаюсь, что вы привыкли работать с такими огромными числами, а и вообще они
我怀疑你们平时很少接触如此巨大的数字，实际上它们
довольно редко встречаются в нашей жизни.
在我们的日常生活中相当罕见。
Ну, даже, я не знаю, государственный долг Соединенных Штатов Америки там составляет
嗯，甚至，我也不知道，比如美国的国债大约是
какие- то триллионы.
几万亿美元。
Поэтому давайте попробуем.
因此，让我们来尝试一下。
сравнить мощность киловаттного лазера с чем нибудь помощнее
将千瓦级激光器的功率与更强大的东西进行比较
например с атомной электростанцией.
例如，与核电站相比。
самая мощная атомная электростанция была построена в Японии,
目前最强大的核电站建于日本，
но это не те, которые взорвались в Фукусиме.
但并非福岛发生爆炸的那些核电站。
Ее мощность 10 гигаватт,
其功率为10吉瓦，
10 миллиардов ватт.
即100亿瓦特。
это в сто тысяч раз меньше, чем мощность петаватного лазера.
这比拍瓦级激光器的功率小十万倍。
теперь все еще большие более того даже если мы возьмем всю электроэнергию
现在还要更大——甚至如果我们考虑整个地球所发电量，
которая генерируется на нашей планете
即地球上所有发电量，
все электростанции в мире,
全球所有发电站，
то вот эта суммарная мощность все еще будет в сто раз меньше, чем мощность
那么，这种总功率仍将比该功率小一百倍
описанного нано лазера.
所描述的纳米激光器。
Единственное из окружающего нас мира, с чем мы можем сравнить по мощности излучения
我们周围世界中唯一能与之在辐射功率上相比较的，
киловаттный лазер, — это Солнце.
是千瓦级激光器——太阳。
Солнце ужасно мощное.
太阳的功率极其巨大。
Один мегаватт солнечного излучения падает на площадь,
一兆瓦的太阳辐射照射到
равную площади пустыни Гоби.
面积相当于戈壁沙漠的区域。
но если вы понимали на самом деле, что мы здесь говорим, вы поняли
但如果你真正理解了我们此处所讨论的内容，你就明白了
на самом деле, что я лукавлю.
实际上，我是在耍滑头。
Почему? потому что те источники о которых я говорю солнце сравниваю с которыми
为什么？因为我所提及的那些光源，我将其与太阳作比较，
лазеры солнце лампочки они излучают непрерывно
激光器、太阳、灯泡，它们持续发光。
ну более менее там небольшие колебания но тем не менее случается и случается Наши
嗯，大致上会有小幅波动，但确实会发生，而且的确会发生。
лазеры работают в импульсном режиме, они излучают короткими вспышками, очень
我们的激光器工作在脉冲模式下，以极短的闪光形式发射光。
короткими. ну я не буду пугать вас еще там пятнадцатью нулями на этот раз в обратную
非常短。这次我就不吓唬你们了——不再提那十五个零，只是反向说明一下。
сторону просто скажу что вот если вы знаете да свет это
简单来说，如果你知道光是一种……
электромагнитная волна у нее там есть колебания
电磁波，它存在振荡。
вот период этих колебаний то есть длительность этих импульсов составляет порядка там
这些振荡的周期，也就是每个脉冲的持续时间，大约为……
десять пятнадцать вот этих колебаний то есть это очень короткие импульсы
十五个周期左右，因此这些脉冲非常短暂。
и таким образом энергия каждого такого импульса несмотря на огромную мощность она
因此，尽管单个脉冲功率极大，其能量却……
относительно невелика
相对较小。
ну это десятки джоулей, что такое десятки джоулей?
嗯，这是几十焦耳，几十焦耳是什么概念？
такую энергию имеет кирпич, упавший со второго этажа на тротуар.
一块砖从二楼落到人行道上所具有的能量就是这么多。
ну, в общем, фигня, конечно,
总之，这当然微不足道。
особенно сравнивать с
尤其是与……相比。
совершенно какими- то
完全不同的……
монструозными значениями мощности.
功率的惊人数值。
ну хорошо. Я надеюсь, мы более менее разобрались, что собой представляют такие
好吧，希望我们已基本弄清楚了这种……
излучения лазерного импульса.
激光脉冲辐射是什么。
А теперь давайте попробуем
现在，让我们试着……
разобраться в том, а что
弄清楚，那么到底……
же происходит, когда мы это лазерное излучение посылаем на вещество.
当我们将这种激光照射到物质上时，会发生什么。
Ну, мы будем его не просто посылать, мы будем его фокусировать, да?
我们不会简单地发射它，而是会将其聚焦，对吧？
Я думаю, в детстве вы все баловались с лупами, фокусируя солнечное излучение на
我想，你们小时候都玩过放大镜，把阳光聚焦在……
находящиеся рядом попавшие под вашу руку предметы, поджигая надписи на каменьках и
身边随手可得的物体上，比如在小石子上烧出字迹，
так далее. но теперь представьте, что ваша лупа имеет
等等。但现在想象一下，你的放大镜大小相当于戈壁沙漠。
размер, равный пустыне Гоби.
它的尺寸相当于戈壁沙漠。
Что будет в фокусе такой лупы?
这样一面放大镜的焦点处会发生什么？
Надо сказать, что сфокусировать это пятно, в которое можно сфокусировать
需要指出的是，激光束所能聚焦成的光斑极其微小。
лазерное излучение, оно чрезвычайно мало.
激光所能聚焦成的光斑极其微小。
Оно может составлять размер нескольких микрон.
其尺寸可能仅为几微米。
Это меньше толщины самого тонкого человеческого волоса.
这比最细的人类头发还要细。
Вот эту огромную мощность мы загоняем в пятно, которое тоньше человеческого волоса.
我们将这种巨大的能量聚焦到一个比人类头发还细的光斑上。
вот если меня в двух словах просили описать что такое петаватный лазер, я бы
如果用两句话概括什么是拍瓦激光，我会说：
вам сказал, что петаватный лазер— это самый эффективный способ концентрации энергии,
拍瓦激光是人类迄今发明的最高效的能量聚集方式。
который был придуман когда- либо людьми.
人类迄今发明的最高效的能量聚集方式。
мы не только сконцентрировали
我们不仅将
эту энергию в очень короткий импульс, но мы еще и сфокусировали ее в очень маленькое
这种能量压缩成极短的脉冲，还进一步将其聚焦到极小的
пятнышко. что же там будет происходить ну для того чтобы ответить
光点上。那么那里究竟会发生什么？要回答
на этот вопрос надо сначала вспомнить что собой вообще представляет лазер понять что
这个问题，我们首先需要回顾激光的本质，理解
такое лазерное излучение ну как я уже сказал да я думаю вы все знаете лазерное
什么是激光辐射。正如我之前所说，我想大家都知道激光
излучение это электромагнитная волна
辐射是一种电磁波
это значит, что там есть в нём электрическое магнитное поле, которое там как то
这意味着其中存在电场和磁场，且它们在其中以某种方式
колеблется. и поскольку это очень мощный источник
发生振荡。由于这是一个非常强大的辐射源
излучения, то понятно, что и величина электрических и магнитных полей там огромные,
因此其中的电场和磁场强度极大，
настолько огромные.
极其巨大。
вот если мы сравним величину этих полей с величиной поля электрического поля которое
如果我们把这种场的强度与原子中
удерживает электрон на своей орбите в атоме.
束缚电子在轨道上运动的电场强度进行比较，
то величина этого поля в лазерном излучении может быть в сотни раз выше.
那么激光辐射中的电场强度可能高出数百倍。
Что это означает?
这意味着什么？
Это означает, что когда атом попадает в поле лазерного излучения, электрон мгновенно
这意味着当原子进入激光辐射场时，电子会瞬间
отрывается от своего атома.
从其原子上脱离。
Внешнее поле, лазерное поле, в сто раз выше, чем поле, которое его держало там.
外加场，即激光场，强度是束缚电子所在位置场强的100倍。
он начинает колебаться по полю лазерного излучения.
它开始在激光辐射场中振荡。
Причем можно показать, что та энергия, которую он здесь приобретает, она становится
而且可以证明，它在此处获得的能量会变得
выше так называемой энергии покоя.
高于所谓的静止能量。
То есть его движение становится релятивистским, даже ультрарелятивистским.
也就是说，它的运动变为相对论性的，甚至是超相对论性的。
и вот эти два обстоятельства то что электрон отрывается от своих атомов и
而这两个因素——电子脱离其原子，以及
来源：Artem Korzhimanov (lecture), Fancy Studio (animation), Krassotkin (camera, editing, upload) · CC BY 4.0