Laser khác đèn pin ở chỗ ánh sáng của nó gần như chỉ có một màu, các sóng sáng đi đều nhịp với nhau, và chùm sáng gần như không loe ra khi đi xa, nên năng lượng dồn cả vào một tia rất mảnh. Chiếu vào mắt nguy hiểm vì thấu kính của mắt còn gom tia đó lại thành một chấm cực nhỏ trên võng mạc, và chấm ấy có thể nóng đến mức gây bỏng không hồi phục.
Chào bạn, đây là Nhà Vật Lý. Bút laser bán đầy ở cổng trường, ở chợ đêm, kèm đủ loại đầu chiếu hình ngôi sao. Tập này mình giải thích vì sao một tia sáng nhỏ xíu lại được giới vật lý dè chừng tới vậy, và mấy điều mỗi gia đình nên biết trước khi để trẻ cầm nó.
Ánh sáng đèn pin và ánh sáng laser khác nhau ra sao?
Bóng đèn thường phát ra ánh sáng gồm rất nhiều màu, mỗi nguyên tử phát sáng một lúc, không ăn nhịp với nhau, giống một đám đông vỗ tay lộn xộn. Ánh sáng toả ra mọi hướng. Đèn pin dùng gương lõm gom bớt lại thành chùm, nhưng chùm vẫn loe rộng, chiếu lên tường xa thành một vòng tròn to.
Laser được tạo ra theo cách khác. Trong một môi trường đặc biệt được bơm năng lượng, ánh sáng đi qua kích thích các nguyên tử phát ra thêm ánh sáng giống hệt nó, cùng màu, cùng nhịp, cùng hướng. Hai tấm gương ở hai đầu cho ánh sáng chạy qua lại nhiều lần để khuếch đại, rồi một phần thoát ra thành tia.
Kết quả là ánh sáng gần như một màu, đều nhịp như một đội diễu binh bước cùng chân, và chùm tia gần như song song. Chiếu bút laser sang toà nhà bên kia đường, chấm sáng vẫn nhỏ.
Chữ laser là viết tắt tiếng Anh của cụm từ nói về khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích. Ý tưởng phát xạ kích thích do Albert Einstein nêu ra từ đầu thế kỷ hai mươi, còn chiếc laser đầu tiên thì phải chờ tới khoảng năm một nghìn chín trăm sáu mươi mới được chế tạo.
Vì sao mắt lại là thứ dễ tổn thương nhất?
Một bút laser vài phần nghìn oát nghe có vẻ yếu hơn bóng đèn rất nhiều. Nhưng bóng đèn toả năng lượng ra cả căn phòng, còn laser dồn hết vào một chấm cỡ đầu đinh ghim. Trên một đơn vị diện tích, laser mạnh hơn rất nhiều.
Rồi mắt làm phần còn lại. Thấu kính của mắt được sinh ra để gom ánh sáng song song về một điểm trên võng mạc. Với tia laser vốn đã song song, mắt gom nó thành một chấm còn nhỏ hơn nữa. Năng lượng trên chấm đó có thể tăng lên gấp hàng chục nghìn lần so với lúc tới giác mạc.
Võng mạc không có cảm giác đau. Người bị chiếu có thể chỉ thấy chói, rồi về sau mới phát hiện một điểm mù hay vùng nhìn méo ngay giữa tầm nhìn. Tổn thương ở trung tâm võng mạc thường không hồi phục.
Phản xạ chớp mắt chỉ bảo vệ được phần nào với laser yếu. Với laser mạnh, tổn thương xảy ra nhanh hơn cả cái chớp mắt.
Bút laser ngoài chợ: con số trên nhãn có đáng tin?
Nhiều nước phân loại laser theo cấp độ nguy hiểm và giới hạn công suất bút laser bán cho người tiêu dùng ở mức thấp. Vấn đề là nhiều bút laser giá rẻ trôi nổi ghi nhãn công suất thấp nhưng đo thực tế lại cao hơn nhiều.
Bút laser màu xanh lá còn có một rủi ro riêng. Nhiều loại tạo ra ánh sáng xanh bằng cách biến đổi từ ánh sáng hồng ngoại, và hàng kém chất lượng có thể để lọt hồng ngoại ra ngoài. Mắt không nhìn thấy hồng ngoại nên không có phản xạ nheo mắt, nhưng nó vẫn đốt nóng võng mạc.
Vì thế bạn không thể đánh giá độ an toàn của một bút laser bằng cách nhìn chấm sáng hay đọc nhãn dán. Cách an toàn nhất là coi mọi bút laser là có hại cho mắt.
Trẻ em không nên chơi bút laser không có người lớn giám sát. Trò chiếu vào mắt bạn, chiếu vào gương rồi hắt ngược lại là những trò để lại hậu quả cả đời.
Vì sao tuyệt đối không chiếu laser lên máy bay và vào người lái xe?
Tia laser đi lên trời gần như không loe, tới buồng lái máy bay đang hạ cánh ở độ cao thấp nó vẫn đủ sáng. Khi chạm vào kính buồng lái có vết xước, tia bị tán ra thành một vùng chói loá khắp buồng lái.
Phi công đang ở giai đoạn cần tập trung nhất là cất cánh và hạ cánh. Bị chói loá bất ngờ trong vài giây là đủ gây nguy hiểm cho cả trăm người trên máy bay. Ở nhiều nước, chiếu laser vào máy bay là hành vi bị xử lý rất nghiêm.
Chiếu vào người lái ô tô, xe máy, tàu thuyền cũng vậy. Một tia sáng chói vào mắt người đang cầm lái có thể gây tai nạn mà kẻ chiếu không hề lường trước.
Chiếu laser vào thú cưng để chúng đuổi theo chấm sáng cũng nên tránh hướng tia vào mắt chúng. Mắt chó mèo cũng tổn thương như mắt người.
Laser hữu ích ở khắp nơi, khi được dùng đúng chỗ
Đầu đọc mã vạch ở siêu thị, máy in laser, cáp quang mang internet, máy cắt khắc trong xưởng, thiết bị đo khoảng cách của thợ xây, và cả các ca phẫu thuật mắt đều dùng laser. Trong mỗi trường hợp, tia được che chắn hoặc người vận hành được đào tạo và đeo kính bảo hộ đúng loại.
Kính bảo hộ laser không phải kính râm. Mỗi loại kính chỉ chặn một vài bước sóng nhất định với mức cản nhất định. Kính chặn laser đỏ có thể không chặn laser xanh.
Trong phòng thí nghiệm ở trường, quy tắc vàng là giữ tia laser ở độ cao thấp hơn tầm mắt, không cúi người nhìn ngang mặt bàn quang học, và tháo đồng hồ, nhẫn có mặt bóng để tránh tia phản xạ bất ngờ.
Câu hỏi để bạn tò mò thêm: người ta đã bắn tia laser lên những tấm gương mà các phi hành gia đặt lại trên Mặt Trăng để đo khoảng cách. Theo bạn, khi đi tới Mặt Trăng, chấm laser vốn nhỏ xíu kia đã loe ra rộng cỡ nào?
Câu hỏi thường gặp
Nhìn chấm laser trên tường có hại không?
Chấm laser chiếu lên bề mặt nhám như tường sẽ bị tán xạ ra nhiều hướng, nên ánh sáng tới mắt yếu đi nhiều. Với bút laser công suất thấp đúng chuẩn, nhìn chấm sáng trên tường thường không gây hại, nguy hiểm nằm ở tia trực tiếp và tia phản xạ từ mặt bóng.
Bị chiếu laser vào mắt nên làm gì?
Nếu sau đó thấy nhìn mờ, có điểm tối hay đường thẳng bị cong trong tầm nhìn, hãy đi khám nhãn khoa sớm và kể rõ chuyện bị chiếu laser. Đừng tự dùng thuốc nhỏ mắt và chờ xem.
Vì sao laser trong buổi biểu diễn ánh sáng không làm hại khán giả?
Những buổi biểu diễn chuyên nghiệp được thiết kế để tia không quét vào vùng khán giả ở mức nguy hiểm, hoặc quét rất nhanh, và có người chịu trách nhiệm an toàn. Laser biểu diễn trôi nổi không kiểm soát thì không có những bảo đảm đó.
Laser có xuyên qua kính cửa sổ không?
Phần lớn tia laser nhìn thấy được đi xuyên qua kính trong suốt, một phần bị phản xạ lại. Vì thế chiếu laser qua cửa kính ra ngoài đường vẫn có thể làm chói mắt người lái xe.
Ai phát minh ra laser?
Ý tưởng phát xạ kích thích có từ Einstein, còn chiếc laser hoạt động đầu tiên được chế tạo vào khoảng năm một nghìn chín trăm sáu mươi, là thành quả của nhiều nhóm nghiên cứu nối tiếp nhau.
