时间：2025-07-27 07:29 作者：大佑佑
激光笔+弹簧=DNA密码？在家复刻诺奖级实验的神奇操作！ | 正经玩
你是否想过
DNA双螺旋结构
是如何被科学家破解的？
当年一张模糊的X射线衍射图
竟成为揭示生命奥秘的关键！
今天，我们就用最普通的器材
带你亲手复刻这个
诺奖级实验的神奇操作！
实验器材
激光笔、弹簧笔、所标杯
实验步骤
第一步：
打开弹簧笔的笔尖套，将其中的弹簧取出。
第二步：
将激光笔对准弹簧，并把它们放在水平平面上。
第三步：
关闭房间照明灯光，保持实验环境的昏暗。打开激光笔的开关，将光束照射在弹簧中央，光斑投影在距离弹簧数米的墙面上。
注意照射时保持激光笔和弹簧位置的稳定，有利于后续观察和记录后方墙面上光斑形状。
第四步：
发现照射在弹簧上的激光光束，在墙上投影出了“X”形明暗相间的衍射光斑。
注意：只是看墙上的光斑！千万不要用眼睛直视激光光源哦！
原理解说
为什么激光穿过弹簧后会变成“X”形的光斑呢？
更清晰的照片：（左）激光照在弹簧上；（右）墙壁上的“X”形衍射图样 | 来源：第35届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题
这不是影子的魔术，而是一种奇妙的物理现象——光的衍射。
与我们熟知的“光沿直线传播”不同，当光遇到弹簧这么细小的障碍物时，它的波动性就会体现。此时光波并非直接被弹簧挡住而产生影子，而是会像水波绕过石头一样“绕路”过去。
这些绕过去的无数光波在前进中会相互叠加，有的地方光波叠加，变得更亮；有的地方光波抵消，就变得更暗。最终，这些明暗相间的条纹投射到墙上，就形成了一幅衍射图样。
光的衍射
那为什么偏偏是“X”形呢？这正是弹簧的螺旋结构藏着的秘密！
在光学中，周期性平行排列的结构称为“光栅”，激光通过光栅会产生一条明暗相间的条纹。而弹簧从侧面看起来就像是两个光栅，但是呈一定夹角，于是就产生两条明暗相间的条纹，组成“X”形。
弹簧侧面看起来像是两个光栅 | 来源：余荫铠
1952年，富兰克林（Rosalind Franklin）拍摄了DNA的X射线衍射图样，正是“X”形的明暗相间的光斑！基于这一关键线索，沃森（James Watson）和克里克（Francis Crick）于1953年提出了正确的DNA双螺旋结构模型。1962年，沃森、克里克与富兰克林的同事威尔金斯（Maurice Wilkins）三人共同获得了诺贝尔生理学或医学奖（而富兰克林已于1958年因病去世）。
富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图
好了，小编已经把用激光笔和弹簧拿诺奖的秘密技术告诉你了！你也可以去拿诺奖啦！如果你能穿越回到80年前的话。