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“长眼睛”的金属

2019-10-28燕未

学与玩 2019年7期
关键词:原子钟秘笈光线

燕未

在一个伸手不见五指的黑夜里,战士端起一支步枪。砰!砰!砰!极其准确地射中了远方不大的目标。真是好枪法,不愧为神眼射手!这个“神眼”不是别的,而是被称为“长眼睛”的金属——铯。也许这个名字你很陌生,可是铯其实离我们的生活并不远呢!

不像金属的金属

铯是一种个性非常活泼的金属。跟大多数金属不一样,它一点儿也不硬,比石蜡还柔软,我们用小刀就可以把它轻轻切开。

此外,铯的熔点也很低,在20.5℃的温度下就能熔化。不信的话,你可以把它放在手里,手掌的微微热量,就足以使其熔化,你会看到它像水一样从指缝里滴出来。

铯被小心保存起来

当然,铯不可能在空气中长时间存放。事实上,只要它和氧接触一分钟左右,就会发出明亮的蓝色火焰。如果把铯投入水中,就更不得了:它会与水剧烈反应并放出氢气,猛烈燃烧甚至爆炸。因此,人们为了保存铯,只好让它“躲”在煤油里藏身。

独门秘笈千里眼

不仅个性与其他金属不同,铯还有其“独门秘笈”。就像文章开头我们看到的一样,铯确实长眼睛,并且长的还是“千里眼”。

这是怎么一回事呢?原来,铯的感光性能特别强,一受到光线的刺激,即使是一点点微弱的光,也會放出一些电子。在有电场存在时,这些电子就会形成电流。

因此,人们把铯喷镀在银片上制成光电管,光电管受到光照就产生电流,光线越强电流就越大。这样,光电管把光信号转变成了电信号,它是电视、无线电传输设备中不可缺少的重要元件。有了它,千里之外的图像才能迅速、逼真地传送到我们眼前。

看到这里,你能猜出神眼射手击中目标的原因了吗?铯的“眼睛”能夜视,在步枪上装上一个铯制瞄准望远镜,它能放出一束肉眼不可见的红外线,射线被目标物反射回来,就显示出目标物的影像和距离。这就是夜间瞄准射击能百发百中的奥秘。

神射手也需要铯来帮忙

此外,铯的眼睛对放射线的感受也很敏锐,我们可以利用它的这种性能制成放射性感受分辨器。把它装在飞机上,就能探测某地区有没有铀矿;放在实验室里,能够监视放射性物质的逸出……

金属铯一专多能

金属铯不但具有千里眼这样的神奇本领,其他一些特性也十分突出,因此倍受科学家青睐,在不少新兴科学领域里站稳了脚跟。

铯原子的“纪律性”很强,也极其遵守时间。看!一束铯的原子能笔直穿过几厘米长的真空管。它的外层电子准确地在几十亿分之一秒中绕原子核旋转一圈,比地球自转的精准性高得多。因此,用铯做成的铯原子钟,可以十分精确地测定出十亿分之一秒的一刹那,让它连续走上300年,积累起来的误差也不会超过5秒。这样的精准度对科学研究和交通运输都有很大的意义,至于那些必须准确地执行使命的导弹和宇宙航行来说,它的重要性就更不言而喻了。

同时,铯还是天文学家的得力助手,因为利用铯制原子钟可以测出和校正天体间以“光年”为计量单位的遥远距离,利用铯制光波放大器可以检验出肉眼根本看不见的星座发出来的光线。

如果让金属铯失去电子,变成带正电荷的铯离子,就成了离子火箭发动机的优良燃料。这种燃料产生的推力,比现在使用液体或固体燃料要大140倍。它能使火箭每小时飞行十多万公里,即使孙悟空翻起筋斗云也望尘莫及。

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