電影上那些細絲真能瞬間把人切成碎塊嗎?有什麼科學原理?

Asilent


從例子物理的角度,激光的切割原理來源於激光會將能量傳輸給組成被照射物體的粒子上,使它們獲得足夠大的能量,當這種能量積攢到足夠多足夠大,就能使它們掙脫開束縛跑掉,當大量粒子一起逃走,也就意味著這個物體被切開了。


這就是激光能夠切割物體的原理。

但,人造的激光設備真的能像《生化危機》中那樣,將人活活切成塊嗎?

還真是木有問題!依靠現在的激光技術,電影中的場景並不算虛構和科幻,而是現實。

在醫學上,激光早已有了非常廣泛的應用,我的近視眼就是用激光手術治好的。很多手術也以來伽馬射線來“切肉”的。

如果你覺得這些激光設備功率太低了,別急,有大功率的。

激光切割機在工業上的應用更加的廣泛,厚厚的鋼板在激光的“注視”下,都能輕鬆地被切開,就更不用說肉了。

但是,切生鮮的肉,跟切鋼板會不會不一樣呢?

沒什麼差別。

實際上,在國外的一些牛排加工廠,激光切割機早就用上了,而且工作效率之快,簡直讓人不可思議:每分鐘切割7000下,夠速度了吧?

用這種激光切割機上演《生活危機》中的場景,依然一點問題都沒有。

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科學重口味


細絲是能夠把人切成碎塊的。


為了解釋為什麼它能把人切成碎塊,我們首先要知道一個概念叫做“應力”。應力表示物體單位面積所受的力,雖然這個概念在生活上少有人接觸,但應力的作用確是體現在了生活中的各個角落。


為什麼我們生活中、戰爭中用的刀、槍要做得鋒利呢?或者說要把刀槍的刃口做得很薄、很尖銳?同樣是切一塊肉,好的刀你只要輕輕一施力,肉就被切成了兩半,而鈍化了的刀切半天也切不開。這些結果其實都是有應力決定的,應力是單位面積所受的力,即

P=F/S

其中P為應力,F為力,S為接觸面積。

可以看到,在同樣力的的作用下,即F相同,若面積S減小,那麼F/S就會增大,也就是應力P會增大。


那麼應力增大代表著什麼,又會導致什麼結果呢?

其實,在科學界,任何一種物質、一種材料的強度都是有應力來表示的,每一種材料都有屬於自己的強度,即它所能承受的最大應力值。也就是說,應力越大,材料就越容易被破壞,當物體或者材料所受到的應力超過它的最大應力值的時候,這個材料會被破壞(斷裂、脆裂)。


我們再回頭看,其實也就不難理解為什麼鋒利的刀切肉很容易了,因為鋒利的刀與肉實際接觸面積很小,你只需要較小的力就可以使肉受到很大的應力,從而更容易達到肉的應力極限,也就是肉的斷裂強度,進而把肉切開了。


有人會問,那細絲又不是刀,刀能切開,細絲不一定可以啊。其實,無論是細絲還是刀,它們的刃口都不是完全鋒利的,也就是說並不是無限小的。這裡以一把小刀為例,作者在顯微鏡不同放大倍數下做了實驗,可以看到,原本鋒利的小刀,其實在放大之後它的刃口並不是所謂的“完全鋒利”的。細絲和這個是一個道理,當絲足夠細的時候,它就相當於刀的刃口,只要絲的強度足夠大,一樣可以削鐵如泥。


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