|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
PENEMUAN SAINTIFIK PALING PENTING
Laser. Sejarah dan intipati penemuan saintifik
Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting Perkataan "laser" terbentuk daripada huruf awal frasa panjang dalam bahasa Inggeris, yang secara literal bermaksud "penguatan cahaya oleh pelepasan yang dirangsang." "Para saintis telah lama memberi perhatian kepada fenomena pelepasan spontan cahaya oleh atom," tulis M.M. Koltun dalam buku "World of Physics," yang berlaku disebabkan oleh fakta bahawa elektron teruja dalam beberapa cara kembali semula dari cangkang elektron atas. daripada atom kepada yang lebih rendah. Bukan tanpa sebab bahawa fenomena kimia, biologi dan luminescence cahaya yang disebabkan oleh peralihan sedemikian telah lama menarik penyelidik dengan keindahan dan keanehannya. Tetapi cahaya luminescence terlalu lemah dan bertaburan, ia tidak dapat mencapai Bulan... Setiap atom semasa luminescence memancarkan cahayanya sendiri pada masa yang berbeza, tidak diselaraskan dengan atom jiran. Akibatnya, sinaran suar huru-hara muncul. Atom tidak mempunyai konduktor! Pada tahun 1917 Albert Einstein dalam salah satu artikel dia secara teorinya menunjukkan bahawa sinaran elektromagnet luaran akan membolehkan memadankan kilatan sinaran atom individu antara satu sama lain. Ia boleh menyebabkan elektron daripada atom yang berbeza terbang serentak ke tahap teruja yang sama tinggi. Tidak sukar bagi sinaran yang sama untuk memainkan peranan pencetus untuk "tembakan cahaya": diarahkan pada kristal, ia boleh menyebabkan pemulangan serentak beberapa puluh ribu elektron teruja ke orbit asalnya sekaligus, yang akan disertai dengan kilatan cahaya terang yang sangat menyilaukan, cahaya dengan panjang gelombang yang hampir sama, atau, seperti yang dikatakan ahli fizik, cahaya monokromatik. Kerja Einstein hampir dilupakan oleh ahli fizik: penyelidikan tentang struktur atom kemudiannya lebih banyak diduduki oleh semua orang. Pada tahun 1939, seorang saintis Soviet muda, kini seorang profesor dan ahli penuh Akademi Sains Pedagogi V.A. Fabrikant kembali kepada konsep pelepasan terstimulasi yang diperkenalkan oleh Einstein ke dalam fizik. Penyelidikan oleh Valentin Alexandrovich Fabrikant meletakkan asas yang kukuh untuk penciptaan laser. Beberapa tahun lagi penyelidikan intensif dalam persekitaran damai yang tenang, dan laser akan dicipta. "Tetapi ini berlaku hanya pada tahun lima puluhan terima kasih kepada kerja kreatif saintis Soviet Prokhorov, Basov dan Charles Hard Townes Amerika (1915) . Alexander Mikhailovich Prokhorov (1916-2001) dilahirkan di Atorton (Australia) dalam keluarga seorang revolusioner yang bekerja yang melarikan diri ke Australia pada tahun 1911 dari buangan Siberia. Selepas Revolusi Sosialis Besar Oktober, keluarga Prokhorov kembali ke tanah air mereka pada tahun 1923 dan selepas beberapa lama menetap di Leningrad. Pada tahun 1934, Alexander lulus dari sekolah menengah di sini dengan pingat emas. Selepas sekolah, Prokhorov memasuki Jabatan Fizik Universiti Negeri Leningrad (LGU), menamatkan pengajian pada tahun 1939 dengan kepujian. Kemudian dia memasuki sekolah siswazah Institut Fizikal yang dinamakan sempena P.N. Lebedev Akademi Sains USSR. Di sini, saintis muda mula mengkaji proses penyebaran gelombang radio di sepanjang permukaan bumi. Beliau mencadangkan kaedah asal untuk mengkaji ionosfera menggunakan kaedah gangguan radio. Dari awal Perang Dunia II, Prokhorov berada dalam barisan tentera di lapangan. Dia bertempur dalam infantri, dalam perisikan, menerima anugerah ketenteraan, cedera dua kali. Demobilisasi pada tahun 1944, selepas luka parah kedua, dia kembali ke kerja saintifiknya yang terganggu oleh perang di FIAN. Prokhorov terlibat dalam penyelidikan yang relevan pada masa itu mengenai teori ayunan tak linear, kaedah untuk menstabilkan frekuensi penjana radio. Karya-karya ini menjadi asas kepada tesis PhD beliau. Untuk penciptaan teori penstabilan frekuensi penjana tiub pada tahun 1948, beliau telah dianugerahkan Academician L.I. Mandelstam. Pada tahun 1948, Alexander Mikhailovich memulakan penyelidikan tentang sifat dan sifat sinaran elektromagnet yang dipancarkan dalam pemecut kitaran zarah bercas. Dalam masa yang singkat, beliau berjaya menjalankan satu siri besar eksperimen yang berjaya untuk mengkaji sifat koheren sinaran magneto-bremsstrahlung elektron relativistik yang bergerak dalam medan magnet seragam dalam sinaran synchrotron - synchrotron. Hasil daripada penyelidikan, Prokhorov membuktikan bahawa sinaran synchrotron boleh digunakan sebagai sumber sinaran koheren dalam julat panjang gelombang sentimeter, menentukan ciri utama dan tahap kuasa sumber, dan mencadangkan kaedah untuk menentukan saiz tandan elektron. Kerja klasik ini membuka keseluruhan bidang penyelidikan. Keputusannya diformalkan dalam bentuk disertasi kedoktoran, berjaya dipertahankan oleh Alexander Mikhailovich pada tahun 1951. Pada tahun 1950, Prokhorov mula bekerja dalam arah fizik yang sama sekali baru - spektroskopi radio, secara beransur-ansur berpindah dari kerja dalam bidang fizik pemecut. Pada masa itu, julat panjang gelombang baru, sentimeter dan milimeter, telah dikuasai dalam spektroskopi. Spektrum putaran dan beberapa molekul getaran jatuh ke dalam julat ini. Ini membuka kemungkinan baru dalam kajian soalan asas struktur molekul. Pengalaman eksperimen dan teori Prokhorov yang kaya dalam bidang teori ayunan, kejuruteraan radio dan fizik radio adalah yang paling sesuai untuk menguasai bidang baharu ini. Dengan sokongan Academician D.V. Skobeltsyn, dalam masa yang sesingkat mungkin, bersama-sama dengan sekumpulan pekerja muda makmal getaran, Prokhorov mencipta sekolah domestik spektroskopi radio, yang dengan cepat mendapat kedudukan utama dalam sains dunia. Salah seorang pekerja muda ini ialah Nikolai Gennadievich Basov, seorang lulusan Institut Fizik Kejuruteraan Moscow. Basov dilahirkan pada 14 Disember 1922, di bandar Usman, wilayah Voronezh (kini wilayah Lipetsk) dalam keluarga Gennady Fedorovich Basov, kemudian seorang profesor di Universiti Voronezh. Tamat sekolah Basov bertepatan dengan permulaan Perang Patriotik Besar. Pada tahun 1941, Nikolai telah digubal menjadi tentera. Dia dihantar ke Akademi Perubatan Tentera Kuibyshev. Setahun kemudian, dia dipindahkan ke sekolah perubatan tentera Kiev. Selepas menamatkan pengajian dari kolej pada tahun 1943, Basov telah dihantar ke batalion pertahanan kimia. Dari awal tahun 1945 sehingga demobilisasi, pada akhir tahun itu, beliau berada dalam barisan tentera. Pada tahun 1946 Basov memasuki Institut Mekanikal Moscow. Selepas menamatkan pengajian dari institut pada tahun 1950, beliau memasuki sekolah siswazahnya di Jabatan Fizik Teoritikal. Sejak 1949, Nikolai Gennadievich telah bekerja di Institut Fizikal Akademi Sains USSR. Jawatan pertamanya ialah sebagai jurutera di makmal getaran, diketuai oleh ahli akademik M.A. Leontovich. Kemudian dia menjadi penyelidik junior di makmal yang sama. Pada tahun-tahun itu, sekumpulan ahli fizik muda di bawah pimpinan Prokhorov memulakan penyelidikan dalam arah saintifik baru - spektroskopi molekul. Pada masa yang sama, kerjasama yang bermanfaat antara Basov dan Prokhorov bermula, yang membawa kepada kerja asas dalam bidang elektronik kuantum. Pada tahun 1952, Prokhorov dan Basov membentangkan hasil pertama analisis teori tentang kesan penguatan dan penjanaan sinaran elektromagnet oleh sistem kuantum, dan kemudiannya mereka menyiasat fizik proses ini. Setelah membangunkan beberapa spektroskop radio jenis baru, makmal Prokhorov mula memperoleh maklumat spektroskopi yang sangat kaya mengenai penentuan struktur, momen dipol dan pemalar daya molekul, momen nukleus, dll. Menganalisis ketepatan mengehadkan piawaian frekuensi molekul gelombang mikro, yang ditentukan terutamanya oleh lebar garisan penyerapan molekul, Prokhorov dan Basov mencadangkan untuk menggunakan kesan penyempitan tajam garisan dalam rasuk molekul. "Walau bagaimanapun, peralihan kepada rasuk molekul," tulis I.G. Bebikh dan V.S. Semenova, "semasa menyelesaikan masalah lebar garis, mencipta kesukaran baru - keamatan garis penyerapan menurun dengan mendadak disebabkan oleh ketumpatan keseluruhan molekul yang rendah dalam rasuk. Isyarat penyerapan ialah hasil peralihan teraruh antara dua keadaan tenaga molekul dengan penyerapan kuantum semasa peralihan dari aras bawah ke atas (teraruh, penyerapan rangsangan) dan dengan pelepasan kuantum semasa peralihan dari atas. tahap ke bawah (aruh, pelepasan dirangsang). Akibatnya, ia adalah berkadar dengan perbezaan dalam populasi aras tenaga bawah dan atas peralihan kuantum molekul yang dikaji. Untuk dua tahap yang dipisahkan oleh jarak tenaga yang sama dengan kuantum gelombang mikro sinaran, perbezaan populasi ini hanya membentuk sebahagian kecil daripada jumlah ketumpatan zarah disebabkan oleh populasi terma tahap dalam keadaan keseimbangan pada suhu biasa mengikut taburan Boltzmann. Pada masa itulah idea itu dicadangkan bahawa dengan mengubah populasi tahap secara buatan dalam rasuk molekul, iaitu, dengan mewujudkan keadaan tidak seimbang (atau, seolah-olah, "suhu" sendiri, yang menentukan populasi tahap ini), seseorang boleh mengubah keamatan garis penyerapan dengan ketara. Jika bilangan molekul pada tahap kerja atas dikurangkan secara mendadak dengan menyusun zarah tersebut dari rasuk, contohnya, menggunakan medan elektrik yang tidak homogen, maka keamatan garis penyerapan meningkat. Suhu ultra-rendah dicipta dalam rasuk, seolah-olah. Walau bagaimanapun, jika molekul dikeluarkan dari tahap kerja yang lebih rendah dengan cara ini, maka sistem akan mengalami penguatan akibat pelepasan yang dirangsang. Jika keuntungan melebihi kerugian, maka sistem teruja sendiri pada frekuensi yang masih ditentukan oleh kekerapan peralihan kuantum molekul yang diberikan. Dalam rasuk molekul, sebaliknya, penyongsangan populasi akan dijalankan, iaitu, sejenis suhu negatif akan dicipta." Ini adalah bagaimana idea penjana molekul muncul, yang digariskan dalam siri kerja gabungan klasik yang terkenal oleh AM Prokhorov dan N.G. Basov 1952–1955. Dari sini bermulanya pembangunan elektronik kuantum - salah satu bidang sains dan teknologi moden yang paling berkesan dan paling pesat membangun. Pada asasnya, langkah utama dan asas dalam mencipta penjana kuantum ialah menyediakan sistem kuantum pemancaran nonequilibrium dengan penyongsangan populasi (dengan suhu negatif) dan meletakkannya dalam sistem berayun dengan maklum balas positif - resonator rongga. Ia boleh dan sepatutnya dilakukan oleh saintis yang menggabungkan pengalaman mengkaji sistem mekanikal kuantum dan budaya radiofizik. Lanjutan prinsip ini kepada jalur optik dan jalur lain tidak dapat dielakkan. Prokhorov dan Basov mencadangkan kaedah baru untuk mendapatkan penyongsangan populasi dalam sistem tiga peringkat (dan lebih kompleks) dengan menepu salah satu peralihan di bawah tindakan sinaran tambahan yang kuat. Ini adalah apa yang dipanggil "kaedah tiga peringkat", kemudiannya juga dipanggil kaedah pengepaman optik. Dialah yang membenarkan pada tahun 1958 Fabry-Perot membentuk asas saintifik sebenar untuk pembangunan julat lain. Ini berjaya digunakan pada tahun 1960 oleh T. Meiman apabila mencipta laser delima pertama. Walaupun semasa bekerja pada pengayun molekul, Basov datang dengan idea tentang kemungkinan melanjutkan prinsip dan kaedah radiofizik kuantum kepada julat frekuensi optik. Sejak 1957, beliau telah mencari cara untuk mencipta penjana kuantum optik - laser. Pada tahun 1959, Basov, bersama B.M. Vulom dan Yu.M. Popov menyediakan kerja "Penjana semikonduktor kuantum-mekanikal dan penguat ayunan elektromagnet". Ia dicadangkan untuk menggunakan populasi songsang dalam semikonduktor, yang diperoleh dalam medan elektrik berdenyut, untuk mencipta laser. Cadangan ini, bersama-sama dengan cadangan saintis AS mengenai penggunaan kristal delima (C. Townes, A. Shavdov) dan campuran gas (A. Javan), menandakan permulaan pembangunan sistematik julat frekuensi optik mengikut kuantum elektronik. Pada tahun 1964, Basov, Prokhorov dan Towns (AS) menjadi pemenang Hadiah Nobel, yang dianugerahkan untuk penyelidikan asas dalam bidang elektronik kuantum, yang membawa kepada penciptaan maser dan laser. Pengarang: Samin D.K.
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Gen bertanggungjawab untuk ketagihan kopi ▪ Tablet Asus Transformer Pad TF701T
▪ bahagian tapak Motor elektrik. Pemilihan artikel ▪ Perkara Prinsip am menangani tekanan. Asas kehidupan selamat ▪ artikel Apakah letusan terbesar dalam sejarah? Jawapan terperinci ▪ Artikel Etna. Keajaiban alam semula jadi ▪ artikel Modul kawalan kunci gabungan. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ artikel Fotodiod silikon moden. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini