1908年诺贝尔物理学奖
干涉彩色摄影:记录色彩缤纷
1908年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家加布里埃尔·李普曼,他发明的干涉彩色摄影技术让照片完美再现色彩,引起了巨大轰动。
当时的相机使用胶片记录灰度影像,原理很简单,胶片含有一种炫酷的感光物质——卤化银,它遇光发生化学反应,变成黑色的银颗粒。光越强,银颗粒越多,就这样记录了投射在胶片上的影像。
世界色彩缤纷,人们怎能甘心只记录黑白?当时大多数人选择使用彩色玻璃或者彩色颗粒为相片附加颜色,但获得的照片不是缺少细节就是颜色失真,效果不甚理想。而加布里埃尔·李普曼另辟蹊径,对黑白胶片做了小小的处理,就达到了惊艳的效果。
他是怎么做到的?由于不同颜色的光具有不同的波长,胶片记住光的波长,就能把色彩留在上面。为了让胶片不失忆,李普曼在胶片背面涂了一层水银作为镜面。水银镜面有什么神奇的效果?举个例子,这是蓝光波长,蓝光穿过感光层后在水银上反射回来,入射光与水银反射的光发生“干涉现象”,在胶片中形成间隔为半个波长的干涉条纹。这些条纹留下了蓝光的特征,当用白光照射胶片时,它们就像一个筛子,将其他颜色的光线筛掉,只反射蓝色光线。胶片上的每一点都只反射那些记录的颜色,这样,一张彩色照片就华丽诞生了。
1901年诺贝尔物理学奖
X射线:肉眼看不见的世界
1901年,世界上第一枚诺贝尔物理学奖奖牌,授予了德国物理学家威廉·伦琴,奖励他发现了X射线。
1895年11月8日,伦琴用黑纸包住放电管,准备进行阴极射线的研究。一个奇怪的现象却吸引了他的注意:在距离放电管一米处,镀有亚铂氰化钡晶体的荧光屏上出现了一道绿光。阴极射线的传输距离明明不超过数厘米,那这道绿光是什么?伦琴把这未知的射线叫做X射线。实验发现,X射线可以穿透几厘米的硬橡胶皮,15微米的铝板。利用X射线的特性,伦琴为夫人拍摄了世界上第一张X射线照片,照片中夫人的手骨和他们的结婚戒指都清晰可见。
X射线和可见光都是电磁波,但它的波长仅为0.01到10纳米。X-CT能快速、准确地检查病情;X-刀能精确地消除肿瘤;X射线晶体衍射已经成为了解原子世界的利器;它还被用于金属探伤、测量金属的厚度等等。其实,每次出入站安检时,你的行李都在和它亲密接触呢。当然,X射线在造福人类的同时,也会给我们带来困扰。过量的X射线照射会引起白血病、癌症等疾病,所以在使用X射线时要做好防护。
事实上,与光学研究有关的诺贝尔奖,远不止我们上面所列的这五项,与光学有关的科学技术,已经深刻地改变了我们的生活。