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第27章 人类古老发明的新运用——20世纪中后期玻璃技术的发展

自从人类向海底进军以来,最大的难题是如何对付海底巨大的压力。每下降10米,每平方厘米的压力就增大1千克。目前人类所到达的海洋最深处是10900米,这个记录是美国海军于1960年创造的,使用的是钢质球形的潜水器。由于担心这个名叫特里斯特的潜水器会被压碎,潜水员没敢继续下潜。

玻璃制造的潜水艇的诞生,意味着海底探险新时代的到来。玻璃能比钢承受更大的压力,这是因为,在压力之下玻璃表面的细小斑点和裂痕会相互紧密地结合起来。这个规律是由一批科学家发现的,其中包括夏威夷海洋基金会董事泰勒、普顿尔。他的目标是把人送到6100米深的太平洋底,去研究海洋农业(饲养和栽培海底动植物)的前景。在这个深度,每平方厘米的海水压力约700千克。然而探险者不仅没有被压碎的危险,还可以清楚地看到海底的景色。

精制的玻璃灯丝能把光线投射到四面八方。柔性的灯丝——通常比头发还细——整条都可以发光。数以百计的这种灯丝像多股漆包线那样捆扎成束,即使打结也能从它的一端看到另一端。医生用这种视管(导光管)来检查病人的肺和胃壁,工程师用它来检查发动机中难以触及的部件。在难以安装电灯的地方也可以使用导光管,例如,在公路的高处需要安装交通标志灯,为了维修方便,可以把灯装在路面,用导光管来传送光。

工艺专家们正着手进行光缆通讯的试验,用玻璃纤维代替常规的电话线。预计发射一束光就可以接通成千上万个电话。

玻璃的生产已有4500年的历史了,但玻璃不寻常的特性刚刚派上新用场。

(1)柔软如丝

玻璃可以制成像丝线那样柔软的纤维,也可以制成硬度是钢的6倍、像导弹机头圆锥体那样抗高温的产品。协和式超音速飞机机舱的窗户必须对付-50℃~120℃的气温。它内侧是约3.8厘米厚的高压玻璃,外侧是四块约0.6厘米厚的玻璃制成的防护罩。每块玻璃上涂有1/400000厘米厚的一层黄金,以便把热传给挡风板。

伦敦国家艺术馆收藏的达·芬奇的画上面罩着防盗玻璃。这种玻璃是用粗糙的塑料将两片玻璃粘合而成的,能抗拒巨大的撞击。如今,防盗玻璃已为银行、邮局和珠宝店所广泛采用。

光色玻璃在暗处是透明的,在亮处颜色却变深。用光色玻璃做窗户会根据阳光的强弱自行改变颜色。有些建筑师设计的房子采用玻璃墙。这种墙不必粉刷,因为颜色已渗透在玻璃之中。

(2)光缆通讯

当今的世界是信息世界,大量的信息使无线电和电话线路趋于饱和。使用光波作为传播媒介的电话通信系统就可以解决这个问题。

20世纪50年代进行的一项实验使光传递信号变为现实。光源是激光和体积比盐粒还小的光发射二极管,通过头发一样细的玻璃纤维来传导光,很小的光电管则把光的勃动转化成电信号。

到了1977年,这种复杂的新型光波通讯系统就在芝加哥的商业地区试验性地使用了。在一年的试用中,每根光学纤维的一端接在含有激光或晶体管光源的送话器上,另一端接在含有光电管的受话器上。实验表明,这种神奇的系统,仅一根光学纤维就可以同时接通672对电话。一条由144根光学纤维组成的光缆直径只有1厘米多,却可以同时接通50000对电话。由于它比铜钱轻得多,体积也小得多,因此,在电子计算机系统上采用它可以节省费用、少占空间。人们还可以用光缆来传送电视图像。

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