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顫抖吧,蚊子們!我們用「激光」消滅你!

夏天來了,蚊子多起來了。宋小寶的「雨露均沾」體早就對此有了貼切的描述——」自打我入夏以來,就獨得蚊子恩寵。 這路上佳麗三千,蚊子就偏偏寵我一人, 於是我就勸蚊子一定要雨~露~均~沾~, 可蚊子非是不聽吶,就寵我,就寵我,就寵我!「


現在,「激光滅蚊法」來了!

顫抖吧,蚊子們!我們用「激光」消滅你!


文/趙 輝


炎炎夏日,不少人都有這樣的煩惱,不是讓蚊子叮得瘙癢難耐,就是在捉蚊大戰中搞得自己睡意全無。蚊子的討厭之處不僅在於會影響人們的工作、學習和睡眠,更重要的是會傳播疾病,例如瘧疾、流行性乙型腦炎、登革熱等。為了消滅蚊子,人們想出了很多辦法。如果說蚊帳是對付蚊子的「低科技」方案,那麼科學家們發明的能精確消滅蚊子的「激光武器」則無疑是高科技方案。


反導專家用激光來滅蚊

如果有人問:「如何殺死蚊子?」估計你能夠想到的答案會有:使用滅蟲噴霧劑、使用電子滅蚊器、使用蚊香片、使用紫光燈等。不過,一些曾參與美國激光反導彈防禦系統研製的科學家卻給出了不同的答案——使用「激光武器」消滅蚊子。


20世紀80年代,美國曾經提出一項反導彈防禦系統的戰略防禦計劃,簡稱「星球大戰」計劃。美國天體物理學家喬丁·卡爾和洛厄爾·伍德等人曾參與了這項計劃,負責設計保護美國不受核彈侵襲的武器。雖然這項計劃最終並沒付諸實施,但25年後這一激光防禦策略又以滅蚊器的形式重現江湖。


卡爾和他的同事們利用「星球大戰」計劃中的反導技術,用印表機、數碼相機和投影儀等設備的零件,在西雅圖的實驗室中組裝出一台激光滅蚊器。這台激光滅蚊器裝在離地3米高的架子上,上面有5個小電筒、一個直徑為35毫米的鏡頭、一個控制激光發射的小黑匣子和各種各樣的小透鏡和反射鏡。一台電腦連著激光滅蚊器,便於科學家們隨時控制。激光滅蚊器利用蚊子扇動翅膀產生的聲波定位蚊子的空間位置,然後發出激光束灼燒蚊子翅膀,蚊子「應聲落地」。幾秒之內它射出的紅色激光就能把30米外的數只蚊子一一射落下來。他們給這種激光滅蚊器取了個響亮的名字——蚊子殺傷性武器。卡爾說:「我們喜歡回想那時我們為結束冷戰做出的一些貢獻。現在我們正在設法削弱一場更加持久、奪去更多人生命的戰爭。」


其實,科學家們真正的目的是消滅瘧疾。一些攜帶了瘧疾病原體的蚊子通過叮咬把瘧疾傳播給人類,致使全世界每年有大約2.5億人患病,其中每天大約有2000名兒童患病,而每年大約有100萬人因此而死亡。科學家們表示,藉助激光滅蚊器可以構建起一道類似反導彈防禦系統的滅蚊屏障,每晚可消滅大量的蚊子。現在,這一激光滅蚊器還能夠通過辨別蚊子翅膀振動的頻率來區分性別。因為只有雌性的蚊子才叮人吸血,為了提高滅蚊的效率,激光滅蚊器選擇避開雄性蚊子,而專門攻擊雌性蚊子


巧妙構建家庭蚊子防線

儘管激光滅蚊器採用了尖端的反導技術,但是人們不需要投入過多的費用,也不需要具備過多的專業知識和技能,就能在自家的後院構建蚊子防禦系統。如果你想自己動手建立家庭蚊子防線,那麼你有必要仔細閱讀以下四方面的內容,深入了解這一神奇的激光滅蚊器。

顫抖吧,蚊子們!我們用「激光」消滅你!



選擇滅蚊方式


首先,你要建立一個虛擬的安全圍欄。這樣,既可以「禦敵於國門之外」,又可以將蚊子引誘到安全圍欄處一舉殲滅。你應該選擇多高的圍欄才能有效地阻止蚊子進入你家的院子呢?蚊子的平均飛行高度約為2米,因此你可以將安全圍欄的高度設定為3~5米,使蚊子無法飛越。

消滅蚊子的方法有很多種。相比而言,聯合高質量的數碼攝像機和激光更容易找到並射殺蚊子。因此,最好的方法是採用光電技術來解決這個問題。


如何發現蚊子


你可以使用攝像機來搜索蚊子。在安全圍欄的每側角上一共需要安裝4台攝像機,上部和下部各2台,分別負責相鄰的圍欄兩側。攝像機的解析度最好在130萬像素以上。當然,為了降低成本,你也可以使用解析度為30萬像素的攝像機。


由於蚊子常常是處于飛行狀態的,因此攝像機的拍攝速度非常重要。蚊子的飛行速度為1米/秒,假設蚊子活動區域為10厘米,那麼攝像機的拍攝速度至少要達到10幀每秒。標準攝像機的拍攝速度為30幀每秒,但由於它是隔行掃描,因此它發現飛行昆蟲的能力相對要差一些。為此,建議你盡量採用逐行掃描的攝像機。為了進一步提高拍攝速度,你可以通過縮小監控範圍來實現。當監控範圍縮小時,你只需要選擇拍攝圖像中的部分內容處理就可以了,這樣就大大減少了數據量,從而可以提高拍攝速度。此外,你需要將這些數據傳送到計算機中,使用軟體對獲得的影像進行處理,從而可以對蚊子進行追蹤。

蚊子一般在黃昏或夜間活動,人們難以發現它們。為此,你可以考慮增加背景光,從而更有利於發現蚊子。你可以在攝像機旁邊安裝一個光源,可以選擇單色發光或激光二極體。此外,你還可以給攝像機添加一個濾光鏡。


如何瞄準蚊子


瞄準精度和速度與建立的虛擬圍欄尺寸有關。如果目標區域高4米、寬0.1米、長10米,那麼激光束需要上下擺動22度、左右轉動0.5度。激光發射器中有微型電動機負責驅動激光束的運動,並具有瞄準系統。這樣,就可以像打步槍一樣來瞄準、射擊。


如何射殺蚊子


科學家在實驗室中做了大量的試驗。結果發現,當激光獲得幾十毫焦的能量,並在幾毫秒內發射到蚊子身上時,大多數蚊子會在24小時內死亡。激光的衝擊會導致蚊子的體溫突然上升,但是表面上並沒有什麼損傷,即使在顯微鏡下也難以發現這些蚊子的死亡原因。科學家們將這種滅蚊方法稱為「中暑」


深入的研究表明,射中蚊子的激光的功率為50~100毫瓦時,儘管蚊子還活著,但是它們已經失去了飛行控制能力;進一步提高激光的功率,蚊子的翅膀會被燒掉,身體會炸開。不過,考慮到節約能量,激光的功率為50~100毫瓦即可。


——選自《科學畫報》,原題為《用「激光武器」殲滅蚊子》


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TAG:科學畫報 |

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