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本文首发于公众号：小多少年时，由小多少年时原创
最近在网上刷到2023年中国科幻大会开幕了，其中一个环节是 “首都青少年科幻嘉年华”， 我马上把这个活动告诉了一位朋友，她儿子是个小小的科幻迷，11岁已经读了千万字的科幻作品。
其实我们大人看来可能枯燥、抽象的科幻作品，其中那些现实中难以实现的情景 正好承载了孩子对未知的无限想象， 呈现出现实中不存在的神奇“魔法”，激发他们的好奇心……
喜欢科幻片的孩子一定对这样的场景非常熟悉，比如 《星球大战》 中恳求救援的莱亚公主，本人没有现身，却能通过她自己的立体投影传递信息。
还有 《钢铁侠》 中主角托尼·斯塔克的工作室，也是靠这种技术，让整个空间变成“显示器”。
应该没有一个孩子不好奇：“好莱坞科幻大片中炫酷的 真人全息投影， 到底是怎么做到的？”
而且，我们在电影院看大片的时候，那些逼真的3D效果是怎么实现的？虽然知道我们观众人在电影院，但那些电影中的人和场景，仿佛近在咫尺，那看似普通的3D眼镜，又暗藏着什么样的玄机？
电话谋杀案（Dial M for Murder）2D版与3D版对比
还有看上去跳出屏幕的 裸眼3D效果， 又是怎么实现的呢？
看上去真的就是一只巨大的熊猫正从路边的大屏幕中向你爬过来了，虽然摸不到实实在在的巨型“滚滚”，但仿佛就在眼前的立体大熊猫仍然吸引了每一个在成都街头经过的行人。
成都街头的裸眼3D大熊猫
这些令人惊叹的技术和作品，其实都是通过利用同样的法宝巧妙“骗”过了观众的眼睛，它无处不在，虽然看得见，但却摸不着—— 它就是光。
从生活中最常见的 手机、电影、日光灯、照相机， 再到尖端研究离不开的 显微镜、望远镜， 人类对光的应用可以说是无处不在。
同时，光学知识在物理学科中也有非常重要的地位，成为了 中高考的考点。
如此有趣又重要的知识，少年时当然不会错过，这次第 101期《光的应用》 就带孩子进入光的奇妙世界，从最贴近实际的角度出发，让他们轻松掌握光学知识的魔法！
新/书/预/售
特别声明：《少年时·光的应用》包含在少年时第九辑内，订阅过2023年第九辑少年时的读者，可不用购买。
从生活中“就地取材”
由浅入深将理论变为现实
人的生活是离不开光的，我们在生活中的所见所得，都和光有着密不可分的联系， 《光的应用》 这一期，就从生活中就地取材，教会孩子换个角度看世界，体会到身边的科学。
全息影像的3D显示
开头提到科幻片中自由飘浮在空中的图像，其实在现实中已经可以借助一种叫作 激光诱导等离子体投影 的技术实现了。
技术的原理是将强大的激光聚焦在需要的具体点位上，激发空气中的氮和氧分子，制造出微小发光体——三维像素，利用这些三维像素产生3D影像，实现神奇的漂浮效果！
日本的一个研发团队在2008年使用激光等离子体技术制作的立体影像（无需借助屏幕显示）。
街头的裸眼3D则有点“障眼法”的性质，使用的并不是真正的全息技术。
大多数情况下它们是自动立体显示，使用各种技术"欺骗"观众的左眼和右眼，效果虽然震撼，但观赏角度可能受到限制。
东京街头的裸眼3D猫咪
而真正的全息影像，你可以随手拿一张信用卡、纸币、个人身份证，把上面的防伪标签指给孩子看，它们利用的正是 光的干涉现象， 还使用了特殊的材料和制造工艺，使标签不易伪造~
信用卡上使用的彩虹全息图
手机拍摄和照相机的成像原理
如今，用手机拍照、拍视频已经融入了我们的日常生活，而 智能手机摄像头的背后，也大有光学的门道！
为了让手机能容纳一系列镜头，原本纵向排布的镜片在手机内横向放置，并通过特殊的光学三棱镜反射光线来成像。
这样的设计不会显著增加智能手机的厚度，可以突破一般摄像头的限制，实现更大范围的焦距！
OPPO公司推出的智能手机摄像“黑科技”：潜望式双摄技术
回到专门拍摄用的照相机，通过模拟人眼的成像过程，它把我们眼中的世界转化为美丽或有趣的影像。
书中详细介绍了相机的组成部件、结构原理、先进技术和几个重要参数，甚至还有选择镜头和滤光片的学问， 对摄影感兴趣的孩子，一定不能错过这本《光的应用》！
节能神器——LED
说到对光的利用，一抬头就能看到的灯应该是最典型的例子，从古代的蜡烛、火把，到近代的电灯，我们的生活离不开光的陪伴。
白炽灯发光效率很低，而发光二极管（LED）的出现让能量利用效率达到50%，远超传统电灯，同时节省了大量电能，背后区别在哪里？在书中也有非常细致的解读。
显微镜与凸透镜
很多学校在教学时都会让孩子开始接触科学实验，这其中必不可少的重要道具就是显微镜了。
简单来讲，显微镜放大物体的原理与我们生活中常见的放大镜相同，都是依靠凸透镜对物体的放大作用。
另外，文中还介绍了不同种类的显微镜，以及兴趣爱好者如何选购显微镜，这些内容也是非常实用的~
天文望远镜
天文学是一门以观测为基础的科学，作为天文学家的“千里眼”，天文望远镜是如何拉近人眼与太空距离的呢？这篇文章就揭晓了问题的答案。
除了原理，文章还介绍了天文望远镜的原理和民用天文望远镜的选择和使用，可以说是小天文迷的必读攻略了！
激光的应用
DVD*放播**器、超市扫描仪、打印机、光纤互联网连接和工业金属切割机有什么共同点？答案是，它们都应用了激光，也是生活中经常用到的工具。
同样利用了激光特性和原理的，还有激光美容和近视手术，以及芯片的制作，想知道科学家如何实现神奇的效果？书中的两篇文章就能解答。
自己动手DIY环形光谱仪
动手实践也是非常好的学习方法， 《光的应用》中还介绍了在家就能操作的简单小实验， 只需要一张光盘、一部手机和几本书就能看到神奇的衍射光谱，还配有视频演示，值得一试~
系统、全面地介绍光学知识和应用
与高中物理考点紧密结合
光学还是物理科目校内学习、升学考试的重点内容， 本期少年时介绍将知识原理和应用介绍得非常全面，让孩子对知识拥有更加深刻立体的印象，是孩子校内物理学习的强有力补充。
凸透镜成像
孩子从书中了解显微镜工作原理时，就会看到凸透镜的成像原理，以及相关的公式，再次加深对知识点的记忆~
光的干涉
2020北京高考真题
高考物理的考点——光的干涉，作为光学的重点内容，在书中也专门有一篇文章深入讲解！
光的偏振
偏振这篇文章也很精彩，我们熟悉的工学博士海上云老师，从一千多年前维京人利用天然晶体辨别方位开始，讲到现代人的钓鱼神器——偏振镜片，以及3D电影的原理，配合插图将偏振知识讲得“绘声绘色”。
偏振的形成
3D电影的原理
生动讲解结合图示和视频清晰直观
作者团队大咖云集
其实物理知识并不像很多人印象中那么难学，我们邀请专业学者将看似枯燥的知识原理 用最便于理解的描述表达出来，再结合多媒体的演示形式，尽可能将孩子对文章的阅读理解难度降到最低。
- 1887年，赫兹在做实验的过程中观察到了一个被称作光电效应的现象，什么是光电效应呢？就是将光照向金属，金属中的电子会在一定条件下被激发，从而飞出来。这大概就像排成队的同学们被在一旁追跑打闹的同学撞了一下，队列中必然有那么一两个同学没站稳就脱离队伍了。
- 照相机类似于人眼，光圈和镜头好比瞳孔和晶状体，通过镜片组的前后移动（瞳孔的大小改变和睫状肌的收缩放松）调节光线进入照相机的方向和数量，使其聚焦在底片（视网膜）上，以获得清晰的物像。
- 就好比有一扇非常脏的窗户，只清洗了一小部分，但透过这块干净的地方，我们仍然可以看到整个场景，只是视角受限。全息图也是如此：即使全息照片被剪碎，任意一个碎片都依然能重现出图像！
再加上书中各种精美直观的插图、示意图，以及视频演示，让孩子跳出对公式定理的死记硬背， 引导他们主动思考并得出结论， 建立起对知识点更加深刻的印象。
双缝干涉实验
光电效应
折射
配套视频（扫描书中对应文章里的二维码观看）
同时在101期《光的应用》书中，我们集结了多位物理学领域的杰出专家学者， 他们来自中科院物理所、帝国理工学院、北京大学、清华大学…… 组成了超级豪华的作者阵容，将最专业的知识浓缩成文章，给孩子丰富细致的学术营养！
原创撰稿团队部分成员
01 刘星辉
博士毕业于中国科学院物理研究所，研究方向为近场光学与光谱学，主要从事低维材料的超高时空分辨表征工作。
02 西蒙·J. 奥尔弗里
国家天文台硕士，美国密苏里大学天体物理博士。英国帝国理工学院聚变等离子体物理学博士，曾在英国、瑞士、美国和法国从事聚变研究。
03 张记成
清华大学博士后，现就职于北京师范大学天文系，主要研究方向为地基光学天文望远镜观测系统集成测试、地基光学天文台址监测与分析、瞬变源观测与分析。
04 任大勇
中国天文学会会员，山东天文学会青年工作委员会委员，山东大学空间科学研究院科普工作团组副组长，现任职于山东大学（威海）空间科学与物理学院、山东大学威海天文台（暨威海市天文台）。
05 王浩元
即“磷酸君”（Phosphates），北京大学化学本科并且获得物理辅修学位，加州大学圣地亚哥分校物理化学博士。博士期间从事光谱学方面的研究，目前担任光刻工艺工程师。
06 康大锤
物理、天文爱好者，现就读于纽约州立石溪大学物理系和数学系。
其中，曾为少年时供稿多次的康大锤老师和磷酸君将于6月13日和6月17日带来101期《光的应用》的配套直播，敬请期待~
总之，我们周围各处都有光的影子。如果没有光，当然也没有地球的生态， 是光造就了我们。 人类研究光的历史，几乎就是一整部物理学史；应用光的历史，几乎就是一整部文明史。
我们希望这本书能开启孩子深入、全面了解光学的大门，在补充校内学习的同时，也跳出单一枯燥的学术定义，激发他们对光学探索的兴趣， 拥有一双在生活中发现科学的眼睛。
互动留言：日常生活中，您或孩子有注意到光的应用吗？欢迎给我们留言交流~
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探寻光的意义，也是在赋予人类自身的意义。
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