神奇物件改变看世界的方式

　　诺贝尔物理学奖：神奇物件改变看世界的方式

　　伴随着数码相机、带有摄像头的手机等电子设备风靡全球，人类已经进入了全民数码影像的时代，每一个人都可以随时、随地、随意地用影像记录每一瞬间。带领我们进入如此五彩斑斓世界的，就是美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯在1969年发明的CCD(电荷耦合器件)图像传感器，而他俩，也正因此而获得了本年度的诺贝尔物理学奖。

　　诺贝尔物理学奖的评委手持一部数码照相机，这样形容他们的成就——“数字摄影已成为许多研究领域不可替代的工具。电荷藕合器件使先前不可见的物体成像成为可能。它为我们提供了遥远的宇宙深空和海底深处的清晰图像。”

　　电荷藕合器件图像传感器CCD，听上去如此专业拗口，它究竟是一种什么东西呢?当诺贝尔获奖者创造了它之后，它给我们的生活带来了怎样的改变?

　　没有CCD前我们怎样用影像记录世界

　　“咔嚓”，在一声脆响声中，现代数码相机就将我们需要的优美画面真实定格并展示出来了，前后不到一秒钟的时间。而且拍摄完之后，摄影者可以立刻观看到自己的摄影作品。可是当我们沉醉在自己拍摄的各种优美画面之时，可曾想过，为什么在这一声短暂的“咔嚓”之后，原本流动的画面就可以定格在照相机中了?在这一秒背后，都发生了哪些事情呢?

　　为了能将画面定格，科学家为此付出了巨大的努力。说到今年诺贝尔物理学奖颁发给了发明CCD的两位科学家，南师大美术学院摄影与媒体技术系教授罗戟表示：“CCD确实是人类历史上一次伟大的发明创造。”

　　罗戟说，在CCD发明之前，人们都是用胶片来记录影像，胶片成像的技术应用了化学方法来成像，就是在胶片上涂了一种叫银盐的感光物质，这种物质在见到光后会变色，人们记录影像就是利用了它的这个特点。

　　用胶片拍摄照片时，胶片上的银盐感光后会发生一系列的化学反应，把感受到的光线记录到胶片上，拍摄完之后，胶片不能见光，否则整个胶片都会曝光，原有的图像也就没有了。这时再把胶片拿到冲洗房，也就是俗称的“暗房”，在这里，用特殊的药水浸泡胶片，使得胶片上记录的感光部分显现出来，然后再将显现的图像放大到相纸上。相纸的显像原理也跟胶片一样，上面也涂有特殊的银盐物质，感光后发生变化，然后再用药水冲洗相纸。

　　不难看出，这种技术在制作图像过程中比较麻烦，从胶卷到照片，中间要经过很多道工序，花费很长时间，而且拍完照片后，还不能马上查看拍摄的图像是否达到要求，一大意让胶片曝光就前功尽弃了。

　　而现在，有了配备CCD的数码相机，一切都不同了。拍照片变得简单又快捷，在拍摄时不仅能从显示屏上看到要拍摄的画面，拍完后还可以立刻检验拍摄的效果。而且如果想立刻跟人分享，还可以马上传输到电脑或其他储存器上上网传给别人看。

　　为什么CCD有如此神奇的本领?

　　爱因斯坦为CCD的出现帮了大忙

　　罗戟告诉记者，CCD是一种能直接将光转变为数字电信号的装置，就跟电脑记录数据的方式一样，也是用“0”和“1”来记录信息，有了这种转换，一切摄影就变得简单了。

　　为了实现这一步，科学家们付出了很多努力。要知道，在过去，大家还都认为把光转换为电是“不可能完成的任务”。

　　幸好，出现了一个伟大的物理学家，他就是爱因斯坦，他成功解释了光电效应理论，这个理论就证实了光是能转换成电的。在爱因斯坦解释成功光电效应之前，已经有科学家在实验中发现了这一奇怪的现象。

　　首先发现这一现象的是赫兹。1887年，赫兹发现，两个锌质小球之一用紫外线照射，则在两个小球之间就非常容易跳出电花。

　　为了解释光电效应，1905年爱因斯坦在普朗克能量子假说的基础上提出了光量子假说，圆满地解释了光电效应。按照光量子假说，光是由一个个光量子组成的，光的能量是不连续的，每个光量子的能量要达到一定数值，才能从金属表面打出电子来。

　　这个伟大的发现，给CCD的发明作了很好的铺垫。