星球大战光剑科普

《星球大战》。

光剑（lightsaber）是科幻作品《星球大战》系列中的一种高科技武器，第一次是在1977年的电影《星球大战4:新希望》出现，《星球大战前传1：幽灵的威胁》中出现了机器人大战与光剑之战。

光剑在星战系列作品以及美国科幻文化中具有举足轻重的地位，无论有关《星球大战》的系列电影、小说、动画或是游戏中基本上都可以见到，光剑被推选成为电影史上最著名的武器。

工作原理

光剑（lightsaber）在绝地武士使用的几千年来几乎没有什么改变。凯伯水晶是创造光剑的理想原料，能将光剑电池的能源集中并释放为狭长如刃的光束（冷凝能量束技术）。早期的光剑用很长的缆线连结到腰带上的电池包。

一旦释放能源，能源会从充满连续正能源、在把手中央的镜头射出。然后能源束折回到一个充满负能源的高能流通孔里。一只超导体会把流回的能源转换回电池。这样一来，光剑只有在剑刃切穿物体的时候才会消耗─效率这样高，且剑刃没有接触物体时不会释放热量。

光剑闻名于1977年的美国科幻电影《星球大战：新希望》中（光剑是否为星战首创仍有一定争议，但星战是最早给予光剑详细设定的作品），随后光剑成为该系列的象征性物品，并出现在该系列的所有后续衍生作品中。

在《星球大战》的世界中，光剑是原力使用者的象征但善于使用光剑的非原力敏感者也不少。在精通光剑格斗的绝地或西斯的手中，光剑可以发挥出巨大的威力。可用来砍穿防爆门或类似敌人。加上原力的使用，绝地可以预测来袭的能量束，甚至将之反弹回射击者身上。

简介

《星球大战》世界观中传统的光剑通常由Kyber水晶制作而成，并注入原力，呈现出各式各样的颜色，如：红、蓝、绿等（所谓不科学的“黑色光剑”其实为“暗剑（DarkSaber）”，严格来讲不属于“光”剑）等。光剑的“剑刃”实际上是由磁场束缚的高温等离子体。所以在狭义上不算冷兵器。

《星球大战》影片中，由人工特效合成的光剑无坚不摧。电影中的光剑由剑柄和剑身组成，其中光剑的剑身可不是普通的激光，那它是什么呢？这就涉及到了物质的状态，在“固态、液态、气态”三种状态之外，还有奇异的物质第四态，它就是等离子态。那么，等离子态究竟是什么呢？

什么是等离子态？

通常情况下，当我们把固态冰加热到一定程度，它就会变成液态的水；继续升高温度，液态的水会变成气态；如果温度继续不断升高，气体将会发生怎样的变化呢？科学家告诉我们，这时构成分子的原子发生分离，形成为独立的原子，我们称这种过程为气体中分子的离解。如果再进一步升高温度，原子中的电子就会从原子中剥离出来，分离为独立的带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离。电离过程的发生，形成了等离子。当电离过程频繁发生，使电子和阳离子的浓度达到一定的数值时，物质的状态也就发生了根本的变化，它的性质也变得与气体完全不同。为区别于固体、液体和气体这三种状态，我们称物质的这种状态为物质的第四态，又称等离子态。

等离子态有哪些特点？

等离子态下的物质具有类似于气态的性质，比如良好的流动性和扩散性。但是，由于等离子体的基本组成粒子是离子和电子，因此，它也具有许多区别于气态的性质，比如良好的导电性、导热性。特别是等离子体因为具有磁场和电场，移动便不固定了，随着环境的改变等离子体也会发生变化。

等离子体的“双重人格”——“冷”和“热”

《星球大战》中人物使用的光剑武器的剑身便是受磁约束的等离子体。电影中的光剑只有在使用的时候才会消耗能量，堪称霸道的“热”兵器；在没有使用时不会释放能量，因此平时又是一把“冷”剑。空间中的等离子体确实也有“冷”和“热”之分。等离子体是由离子和电子组成，二者的速度就决定了等离子体的温度，所以便有了高温等离子体和低温等离子体。太阳就是高温等离子体，低温等离子体在常温下就能存在。

等离子体离我们遥远吗？

其实，等离子体就在我们身边，日常生活中有很多等离子态的物质。比如：在日光灯和霓虹灯的灯管里，在炫目的白炽电弧里，都能寻得其真身。此外，在地球周围的电离层、极光和流星的尾巴里，也能找到奇异的等离子体。

等离子体有什么用处？

等离子体技术在机械加工、表面处理等工艺上应用广泛，是新兴的并且前途光明的工业技术。其中，低温等离子体更是用处多多，比如：低温等离子体诱变育种技术、低温等离子体灭菌消毒技术；在处理印染废水、医疗废水等方面，显示出较好的应用前景；在降解抗生素方面，低温等离子体也有良好效果。总之，它的用途非常广泛。

文章转自：科普中国-科学原理一点通