Kas izgudroja lāzeru? Fakti un teorētiskais pamatojums

Galvenais jautājums, uz ko šodien atbildēja: kurš izgudroja lāzeru? Arī šeit ir īss teorētiskais pamatojums un iemesli šādas noderīgas ierīces izveidei.

Lāzera pielietošana

Mūsdienu dzīve nav iedomājama bez mazām sijāmko rada lāzers. Viņa radīšana noveda pie revolūcijas, galvenokārt informācijas jomā. Iepriekš šie dati bija jāpiemēro tieši kāda materiāla - papīra, māla, akmens virsmai. Tagad jebkura teksta, formulas vai galda iekļaušana ir ļoti maza optiskā diska gabals. Tiem, kas izgudroja lāzeru, mums ir pienākums, izmantojot modernas izglītības un zinātniskās informācijas, komunikācijas, izklaides un ceļojumu nodošanas metodes. Burtu un ciparu ierakstīšana un lasīšana tagad neprasa cilvēka acs tiešu dalību, jo cilvēkiem tas ir lāzerdisks.

Tieši ierīce tiek izmantota daudzās citās darbībās:

• koka, dzelzs, plastmasas ražošanai;
• metāla materiālu savstarpēju izmantošanai;
• simbolu un zīmju zīmēšanai uz metāla detaļām;
• ķirurģisku operāciju veikšanai.

Šīs tehnoloģijas izmantošanas priekšrocības ir nenoliedzamas. Let's talk par teorētiskajām un praktiskajām grūtībām, ar kurām saskaras izgudrotājs lāzeru.

Teorētiskā bāze

Divdesmito gadu sākumā kvantu fizika devalai izpētītu mikrokosmu. Piemēram, līdz pat piecdesmito gadu vidum bija zināmas elektroniskās mākoņa konfigurācijas no visiem pieejamajiem ķīmiskajiem elementiem. Zinātnieki spēja aprēķināt fotona viļņa garumu, ko radījusi jebkura pāreja. Starp citiem lieliem atklājumiem Einšteins prognozēja stimulētās emisijas fenomenu: elektrons atrodas satrauktā stāvoklī, atbilstošs fotons lido ar un "padara" elektronu iet uz zemāku līmeni, pat ja elektronu kalpošanas laiks vēl nav izbeigts. Šī fenomena īpatnība bija pārsteidzošs fakts: otrais fotons būs identisks pirmajam. Vienādu daļiņu plūsmas iegūšana bija ļoti vilinoša. Bet tam bija jāatrisina vairākas praktiskas problēmas.

Ceļš uz pirmās ierīces izveidi

Jūs varat skaidri pateikt, kas izgudroja lāzeruviegli. Tas bija teodors Haralds Maimans, fiziķis no Losandželosas. Viņš bija pirmais, kas demonstrēja mākslīgās granātas darba prototipu. Tomēr pirms tam citi zinātnieki ir daudz izdarījuši:

1. A. Einšteins prognozēja piespiedu starojumu 1916. gadā.
2. P. Dirac 1927.-1930. Gadā izstrādātajā teorijā matemātiski aprakstīja stimulēto emisiju iespēju.
3. R. Landenburg un G. Kopfermann 1928. gadā apstiprināja eksperimentāli stimulētu emisiju esamību.
4. V. Fabrikants un F. Butajeva 1940. gadā ierosināja stiprināt piespiedu elektromagnētisko starojumu, kas palīdzētu sasniegt līmeni ar elektronu apgriezto populāciju.
5. A. Kastlers 1950. gadā ierosināja izveidot apgrieztu populāciju ar optisko sūknēšanas metodi. Par to viņš saņēma Nobela prēmiju.
6. N.G. Basov, A.M. Prokhorovs, Ch. Townes 1954. gadā demonstrēja mikroviļņu ģeneratoru uz amonjaka. Viņi pievienoja pozitīvas atsauksmes rezonatora formā. Šis sasniegums arī radīja zinātniekus Nobela prēmiju.
7. T. Meimans 1960. gadā beidzot iepazīstināja ar pirmo mākslīgā rubīna ierīci, kas tika leģēta ar hromu.

Tādējādi teikt, ka tas, kurš izgudroja lāzeru 1960. gadā, pats to izdarīja, nav pilnīgi pareizi.

Tehniskie šķēršļi izgudrojumam

Saskaņā ar vienu slaveno anekdotu,Teorētiskie fiziķi tērē ļoti maz aprīkojuma. Viņiem vajadzīgs tikai papīrs, zīmulis un dzēšgumija. Bet viņu prognozētajām parādībām praksē ir nepieciešams apstiprinājums. Bieži vien tas var būt ļoti grūti. Piemēram, lai apstiprinātu gravitācijas viļņu klātbūtni, tas varēja būt tikai XXI gadsimtā, lai gan Einšteins ierosināja savu klātbūtni jau XX. Lāzera izgudrotājs un tā priekšgājēji atrisināja šādas tehniskas problēmas:

1. Meklējiet materiālus ar apgriezto līmeni.
2. Stabilu optisko sūknēšanas avotu izvēle.
3. Lāzera darba ķermeņa kristālu audzēšana ar doto optisko īpašību.
4. Krāsas kristāla izmantošana kristāla galos ar konkrētu atstarošanas koeficientu, lai izveidotu optisko rezonatoru.

Šobrīd visi šie uzdevumi ir veiksmīgi risināti un nerada grūtības zinātniekiem.

Lāzeris un telpa

Tiklīdz visas grūtības bija atstātas, unierīces ir stingri iekļautas ikdienas dzīvē, cilvēces zināšanas par kosmosu ir paplašinājušās desmitiem reižu. Ja atceraties, kādā gadā tika izgudrots lāzers, tas nekavējoties kļūst skaidrs, kāpēc kopš 1960. gadiem daudzu valstu kosmosa programma ir tik aktīvi attīstījusies. Papildus tam, ka pusvadītāju un lāzera ierīču dēļ ir ievērojami samazināts iekārtas svars, spektrālā tīrība un radīto siju saderība palīdzēja uzlabot mūsu zināšanas par apkārtējo vidi. Pateicoties mūsdienu ierīcēm, zinātnieki tagad precīzi zina visu planētu, asteroīdu un Saules sistēmas komētu sastāvu. Arī veidi, kā noteikt attālumu līdz zvaigznēm un galaktikām, tagad ir daudz precīzāki. Un potenciālās iespējas izmantot lāzerus ir neierobežotas.