|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
laze. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Từ "laser" được hình thành từ các chữ cái đầu của một cụm từ dài trong tiếng Anh có nghĩa đen là "khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích". “Các nhà khoa học từ lâu đã chú ý đến hiện tượng phát xạ ánh sáng tự phát của các nguyên tử,” M.M. Koltun viết trong cuốn sách “Thế giới Vật lý”, xảy ra do thực tế là một electron bị kích thích theo một cách nào đó quay trở lại từ lớp vỏ electron phía trên. Không phải vô cớ mà hiện tượng phát quang hóa học, sinh học và ánh sáng do những chuyển đổi như vậy gây ra từ lâu đã thu hút các nhà nghiên cứu bởi vẻ đẹp và sự khác thường của nó. Mặt trăng... Trong quá trình phát quang, mỗi nguyên tử phát ra ánh sáng vào những thời điểm khác nhau, không phối hợp với các nguyên tử lân cận. Kết quả là bức xạ bùng phát hỗn loạn. Nguyên tử không có dây dẫn riêng! Trong 1917 năm Albert einstein trong một bài báo, về mặt lý thuyết, ông đã chỉ ra rằng bức xạ điện từ bên ngoài có thể giúp phối hợp các chùm bức xạ của từng nguyên tử với nhau. Nó có thể khiến các electron từ các nguyên tử khác nhau đồng thời bay lên mức độ kích thích cao như nhau. Bức xạ tương tự có thể dễ dàng đóng vai trò kích hoạt trong một “bắn ánh sáng”: hướng vào một tinh thể, nó có thể khiến hàng chục nghìn electron bị kích thích đồng thời quay trở lại quỹ đạo ban đầu của chúng, kèm theo đó là một tia sáng mạnh, chói mắt, ánh sáng có bước sóng gần như giống nhau, hay, như các nhà vật lý nói, ánh sáng đơn sắc. Công trình của Einstein gần như bị các nhà vật lý lãng quên: việc nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử chiếm lĩnh mọi người nhiều hơn vào thời điểm đó. Năm 1939, một nhà khoa học trẻ Liên Xô, hiện là giáo sư và thành viên chính thức của Viện Hàn lâm Khoa học Sư phạm V.A. Fabrikant quay trở lại với khái niệm phát xạ kích thích được Einstein đưa vào vật lý. Nghiên cứu của Valentin Aleksandrovich Fabrikant đã đặt nền móng vững chắc cho việc chế tạo tia laser. Thêm vài năm nghiên cứu chuyên sâu trong một môi trường yên tĩnh, hòa bình thì tia laser sẽ được tạo ra." Nhưng điều này chỉ xảy ra vào những năm 1915 nhờ công lao sáng tạo của các nhà khoa học Liên Xô Prokhorov, Basov và Charles Hard Townes người Mỹ (XNUMX) . Alexander Mikhailovich Prokhorov (1916–2001) sinh ra ở Athorton (Úc) trong một gia đình của một nhà cách mạng lao động đã trốn sang Úc từ nơi lưu đày ở Siberia vào năm 1911. Sau Cách mạng xã hội chủ nghĩa tháng Mười vĩ đại, gia đình Prokhorov trở về quê hương vào năm 1923 và sau một thời gian định cư ở Leningrad. Năm 1934, Alexander tốt nghiệp trung học tại đây với huy chương vàng. Sau giờ học, Prokhorov vào khoa vật lý của Đại học bang Leningrad (LSU), nơi ông tốt nghiệp loại xuất sắc năm 1939. Sau đó ông vào học cao học tại Viện Vật lý mang tên P.N. Lebedeva Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Tại đây nhà khoa học trẻ bắt đầu nghiên cứu quá trình truyền sóng vô tuyến dọc theo bề mặt trái đất. Ông đề xuất một phương pháp ban đầu để nghiên cứu tầng điện ly bằng phương pháp giao thoa sóng vô tuyến. Ngay từ đầu cuộc Chiến tranh Vệ quốc, Prokhorov đã ở trong hàng ngũ quân đội tại ngũ. Ông chiến đấu trong bộ binh, trinh sát, được tặng thưởng quân sự và bị thương hai lần. Xuất ngũ năm 1944, sau vết thương nặng thứ hai, ông trở lại với công việc khoa học tại Viện Vật lý Lebedev, bị gián đoạn bởi chiến tranh. Prokhorov bắt đầu nghiên cứu có liên quan vào thời điểm đó về lý thuyết dao động phi tuyến và các phương pháp ổn định tần số của máy phát vô tuyến. Những công trình này đã hình thành nền tảng cho luận án tiến sĩ của ông. Với việc tạo ra lý thuyết ổn định tần số của bộ tạo dao động ống vào năm 1948, ông đã được trao Giải thưởng mang tên Viện sĩ L.I. Mandelstam. Năm 1948, Alexander Mikhailovich bắt đầu nghiên cứu bản chất và bản chất của bức xạ điện từ phát ra trong máy gia tốc tuần hoàn của các hạt tích điện. Trong một thời gian rất ngắn, ông đã tiến hành một loạt thí nghiệm thành công để nghiên cứu tính chất kết hợp của bức xạ từ-nhanh của các electron tương đối tính chuyển động trong một từ trường đều trong bức xạ synchrotron - synchrotron. Theo kết quả nghiên cứu của mình, Prokhorov đã chứng minh rằng bức xạ synchrotron có thể được sử dụng làm nguồn bức xạ kết hợp trong phạm vi bước sóng centimet, xác định các đặc điểm chính và mức công suất của nguồn, đồng thời đề xuất phương pháp xác định kích thước của chùm electron. Công trình kinh điển này đã mở ra cả một lĩnh vực nghiên cứu. Kết quả của nó đã được chính thức hóa dưới dạng luận án tiến sĩ, được Alexander Mikhailovich bảo vệ thành công vào năm 1951. Năm 1950, Prokhorov bắt đầu nghiên cứu một hướng vật lý hoàn toàn mới - quang phổ vô tuyến, dần rời xa công việc trong lĩnh vực vật lý máy gia tốc. Trong quang phổ, một phạm vi bước sóng mới - centimet và milimet - sau đó đã được làm chủ. Quang phổ quay và một số phổ dao động của các phân tử rơi vào phạm vi này. Điều này mở ra những cơ hội hoàn toàn mới trong việc nghiên cứu các câu hỏi cơ bản về cấu trúc phân tử. Kinh nghiệm lý thuyết và thực nghiệm phong phú của Prokhorov trong lĩnh vực lý thuyết dao động, kỹ thuật vô tuyến và vật lý vô tuyến hoàn toàn phù hợp để làm chủ lĩnh vực mới này. Với sự hỗ trợ của Viện sĩ D.V. Skobeltsyn, trong thời gian ngắn nhất, cùng với một nhóm nhân viên trẻ của phòng thí nghiệm rung động, Prokhorov đã tạo ra một trường quang phổ vô tuyến trong nước, nhanh chóng đạt được vị trí hàng đầu trong khoa học thế giới. Một trong những nhân viên trẻ này đã tốt nghiệp Học viện Vật lý Kỹ thuật Mátxcơva, Nikolai Gennadievich Basov. Basov sinh ngày 14 tháng 1922 năm XNUMX tại thành phố Usman, tỉnh Voronezh (nay là vùng Lipetsk) trong gia đình Gennady Fedorovich Basov, sau này là giáo sư tại Đại học Voronezh. Việc Basov tốt nghiệp ra trường trùng với thời điểm bắt đầu Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại. Năm 1941, Nikolai được đưa vào quân đội. Anh được gửi đến Học viện Quân y Kuibyshev. Một năm sau, anh được chuyển đến Trường Quân y Kiev. Sau khi tốt nghiệp đại học năm 1943, Basov được điều động đến một tiểu đoàn phòng thủ hóa học. Từ đầu năm 1945 cho đến khi xuất ngũ cuối năm đó, ông nằm trong hàng ngũ tại ngũ. Năm 1946, Basov vào Học viện Cơ khí Mátxcơva. Sau khi tốt nghiệp học viện năm 1950, ông vào học cao học tại khoa vật lý lý thuyết. Từ năm 1949, Nikolai Gennadievich làm việc tại Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Vị trí đầu tiên của ông là kỹ sư tại phòng thí nghiệm rung động, đứng đầu là học giả M.A. Leontovich. Sau đó anh trở thành nhà nghiên cứu cấp dưới trong cùng phòng thí nghiệm. Trong những năm đó, một nhóm nhà vật lý trẻ dưới sự lãnh đạo của Prokhorov đã bắt đầu nghiên cứu theo một hướng khoa học mới - quang phổ phân tử. Đồng thời, sự hợp tác hiệu quả giữa Basov và Prokhorov bắt đầu, dẫn đến công việc cơ bản trong lĩnh vực điện tử lượng tử. Năm 1952, Prokhorov và Basov trình bày những kết quả phân tích lý thuyết đầu tiên về tác động của sự khuếch đại và tạo ra bức xạ điện từ của các hệ lượng tử, và sau đó họ nghiên cứu tính chất vật lý của các quá trình này. Sau khi phát triển một loạt máy quang phổ vô tuyến loại mới, phòng thí nghiệm của Prokhorov bắt đầu thu được thông tin quang phổ rất phong phú về việc xác định cấu trúc, mô men lưỡng cực và hằng số lực của phân tử, mô men hạt nhân, v.v. Phân tích độ chính xác cực cao của các chuẩn tần số phân tử vi sóng, vốn được xác định chủ yếu bởi độ rộng của vạch hấp thụ phân tử, Prokhorov và Basov đề xuất sử dụng hiệu ứng thu hẹp rõ nét của vạch hấp thụ trong chùm phân tử. I.G. Bebikh và V.S. Semenova viết: “Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi sang chùm tia phân tử, “trong khi giải quyết vấn đề về độ rộng của vạch, đã tạo ra một khó khăn mới - cường độ của vạch hấp thụ giảm mạnh do mật độ tổng thể của các phân tử trong chùm tia thấp.” Tín hiệu hấp thụ là kết quả của sự chuyển tiếp cảm ứng giữa hai trạng thái năng lượng của phân tử với sự hấp thụ của một lượng tử trong quá trình chuyển từ mức thấp lên mức trên (sự hấp thụ cảm ứng, kích thích) và sự phát xạ của một lượng tử trong quá trình chuyển từ mức trên. giảm mức (phát xạ cảm ứng, phát xạ kích thích), do đó, nó tỷ lệ thuận với sự chênh lệch giữa quần thể mức năng lượng trên và dưới của quá trình chuyển đổi lượng tử của các phân tử đang nghiên cứu. Đối với hai mức cách nhau một khoảng năng lượng bằng một lượng tử vi sóng bức xạ, sự khác biệt về mật độ này chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng mật độ hạt do mật độ nhiệt của các mức ở trạng thái cân bằng ở nhiệt độ bình thường theo phân bố Boltzmann. Sau đó, người ta đã đề xuất ý tưởng rằng bằng cách thay đổi một cách nhân tạo quần thể các cấp trong chùm phân tử, tức là tạo ra các điều kiện không cân bằng (hoặc, như nó vốn có, “nhiệt độ” của chính bạn xác định quần thể của các cấp này), bạn có thể đáng kể thay đổi cường độ của vạch hấp thụ. Nếu bạn giảm mạnh số lượng phân tử ở mức làm việc cao hơn, chẳng hạn như sắp xếp các hạt như vậy khỏi chùm tia, bằng cách sử dụng điện trường không đồng nhất, thì cường độ của vạch hấp thụ sẽ tăng lên. Như thể một nhiệt độ cực thấp đã được tạo ra trong chùm tia. Theo cách này, nếu các phân tử được loại bỏ khỏi mức hoạt động thấp hơn thì sự khuếch đại do phát xạ kích thích sẽ được quan sát thấy trong hệ thống. Nếu mức tăng vượt quá mức mất đi thì hệ thống sẽ tự kích thích ở tần số vẫn được xác định bởi tần số của một quá trình chuyển đổi lượng tử nhất định của phân tử. Trong chùm phân tử, sự đảo ngược quần thể sẽ được thực hiện, tức là một loại nhiệt độ âm sẽ được tạo ra.” Đây là cách nảy sinh ý tưởng về máy tạo phân tử, được nêu trong chu trình chung cổ điển nổi tiếng của A.M. Prokhorov và N.G. Basov 1952–1955. Đây là nơi điện tử lượng tử bắt đầu phát triển - một trong những lĩnh vực phát triển nhanh nhất và hiệu quả nhất của khoa học và công nghệ hiện đại. Về cơ bản, bước cơ bản, chính trong việc tạo ra máy phát lượng tử là chuẩn bị một hệ lượng tử bức xạ không cân bằng với nghịch đảo dân số (với nhiệt độ âm) và đặt nó vào một hệ dao động có phản hồi dương - một bộ cộng hưởng khoang. Nó có thể và lẽ ra phải được thực hiện bởi các nhà khoa học kết hợp kinh nghiệm nghiên cứu hệ thống cơ học lượng tử và nuôi cấy vật lý phóng xạ. Việc mở rộng hơn nữa các nguyên tắc này sang quang học và các dải tần khác là điều không thể tránh khỏi. Đề xuất cơ bản là của Prokhorov và Basov về một phương pháp mới để thu được sự đảo ngược dân số trong các hệ thống ba cấp (và phức tạp hơn) bằng cách làm bão hòa một trong các chuyển đổi dưới ảnh hưởng của bức xạ phụ mạnh. Đây được gọi là “phương pháp ba cấp”, sau này còn được gọi là phương pháp bơm quang. Chính ông là người đã cho phép Fabry-Perot hình thành cơ sở khoa học thực sự cho sự phát triển của các dòng sản phẩm khác vào năm 1958. Điều này đã được T. Mayman sử dụng thành công vào năm 1960 khi tạo ra tia laser hồng ngọc đầu tiên. Ngay cả khi đang nghiên cứu các bộ dao động phân tử, Basov đã nảy ra ý tưởng về khả năng mở rộng các nguyên lý và phương pháp của vật lý vô tuyến lượng tử sang dải tần số quang học. Từ năm 1957, ông đã tìm cách chế tạo máy phát lượng tử quang học - laser. Năm 1959, Basov cùng với B.M. Vul và Yu.M. Popov đã chuẩn bị công trình “Máy phát bán dẫn cơ học lượng tử và bộ khuếch đại dao động điện từ”. Nó đề xuất sử dụng sự đảo ngược dân số trong chất bán dẫn, thu được trong điện trường xung, để tạo ra tia laser. Đề xuất này cùng với đề xuất sử dụng tinh thể ruby (C. Townes, A. Shavdov) và hỗn hợp khí (A. Javan) của các nhà khoa học Mỹ đã đánh dấu sự khởi đầu cho sự phát triển có hệ thống của dải tần số quang học bằng điện tử lượng tử. Năm 1964, Basov, Prokhorov và Townes (Mỹ) trở thành người đoạt giải Nobel, giải thưởng mà họ được trao cho nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực điện tử lượng tử, dẫn đến việc tạo ra maser và laser. Tác giả: Samin D.K.
▪ Nhân bản
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Làm việc ít vận động giúp tăng cường khả năng trí óc ▪ Công nghệ diễu hành Bộ lặp USB 3.0 ▪ Lenovo Glasses T1 để bảo mật ▪ Phiên bản Wi-Fi mới cho máy tính bảng
▪ phần Firmware của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Lượng mưa (mưa, sương mù, mưa đá, tuyết). Những điều cơ bản của cuộc sống an toàn ▪ Bài viết Điều gì quyết định màu tóc? đáp án chi tiết ▪ bài báo St. John's wort perforatum. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Nghịch lý đường cong và ba chiều. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này