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天下文化首頁 主題 中秋不賞月,大家同時拿雷射筆對準月亮照射,月球會變色嗎?
科學自然

發表日期

2020.09.30
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如果這樣,會怎樣?
廣受歡迎的xkcd網站作者蘭德爾.門羅,隆重推出《如果這樣,會怎樣?》為大家解答匪夷所思的重要問題。...
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中秋不賞月,大家同時拿雷射筆對準月亮照射,月球會變色嗎?



圖片來源:Unsplash

Q.如果地球上所有人同時拿雷射筆對準月球照射,月球會變色嗎?

A.不會,如果拿的是普通雷射筆的話。首先要考慮的是,並非所有人都能同時看到月亮。我們可以把大家統統聚集在某個地點,但這樣太勞師動眾了,不妨還是挑個時間,盡量讓最多人看得到月亮就好了。世界上的人口大約有75%居住在東經0度與東經120度之間,等月亮高掛在阿拉伯海的上空,我們就來試試看吧。

我們要照射新月也好,滿月也行。新月比較暗,比較容易看到我們的雷射光。可是新月這個目標比較麻煩,因為新月大多在白天才看得到,效果沒那麼明顯。我們還是挑弦月來試吧,這樣就能比較雷射光照在暗側及亮側的效果。

典型的紅光雷射筆大約是5毫瓦,高品質的雷射筆光束夠「扎實」,照得到月球,不過,當光束照到月球時,會在月球表面擴散成很大一片區域。大氣層會使光束扭曲一點點,也會吸收一些光,但大部分的光都能到達月球。

假設所有人都穩穩瞄準月球照射,其他動作都不做,讓光線均勻擴散在月球表面。在格林威治時間午夜過後半小時,所有人瞄準月球,按下按鈕。結果會如何?

唉!簡直太令人失望了。這倒不難理解。月球享受每平方公尺略超過1千瓦能量的日光浴。月球的截面積大約是1013平方公尺,因此陽光照射月球的總能量大約是1016瓦,也就是10霹瓦1,相當於每人2百萬瓦,遠比我們的5 毫瓦雷射筆亮多了。(這個算法的每個部分,多少都精簡過,但基本的方程式沒有改變。)

1瓦的雷射非常危險,威力之強,不僅會讓你的眼睛瞎掉,還會灼傷皮膚、點燃物品。很顯然,一般消費者在美國買這種東西是不合法的。哈哈,逗你玩的啦!其實1瓦雷射不用300美元就買得到。只要在網上搜尋「1瓦手持式雷射」就行了。

既然這麼簡單,假設我們花2兆美元,買1瓦綠光雷射給大家。(給總統候選人的備忘錄:誰提出這項政見,我就投誰一票。)綠光雷射不僅威力更強,而且更接近可見光光譜的中間區域,所以眼睛對綠光雷射比較敏感,看起來覺得比較亮。

效果怎樣?看得見嗎?

見你個大頭鬼啦!

我們現在用的雷射筆,發出的光大約是150流明2(已經比大多數的手電筒亮了),光束寬為5角分3。這樣的光照在月球表面,照度大約只有0.5勒克斯4。而太陽照射月球的照度大約是130,000勒克斯。(即使所有人都瞄得很準,總共也只能為大約10%的月球表面貢獻6勒克斯的照度。)

相較之下,滿月照射在地球表面上的照度大約是1 勒克斯,也就是說,我們照在月球上的雷射光太弱了,從地球上根本看不到,而且如果你站在月球上,照在月球上的雷射光,會比我們在地球上看到的月光還弱。

【書籍資訊】
《如果這樣,會怎樣?》

如果這樣,會怎樣?

出版日期:2015.01.27

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