Cine a inventat laserul? Fapte și justificări teoretice

Principala întrebare, la care se răspunde astăzi: cine a inventat laserul? De asemenea, aici este o scurtă justificare teoretică și motivele pentru crearea unui astfel de dispozitiv util.

Aplicarea unui laser

Viața modernă este de neconceput fără micile fascicule de radiații coerente pe care laserul le generează. Creația sa a condus la o revoluție, în primul rând în sfera informațiilor. Anterior, datele trebuiau să fie aplicate direct pe suprafața unor materiale - hârtie, lut, piatră. Acum, orice text, formulă sau masă se potrivește pe o piesă foarte mică a discului optic. Pentru cel care a inventat laserul, suntem obligați prin metode moderne de transfer de informații educaționale și științifice, de comunicare, de divertisment și de călătorie. Înregistrarea și citirea literelor și numerelor acum nu necesită participarea directă a ochiului uman, pentru oamenii care efectuează un laser.

Aparatul este utilizat direct în multe alte activități:

• pentru tăierea lemnului, fierului, plasticului în producție;
• pentru sudarea materialelor între ele;
• pentru desenarea simbolurilor și semnelor pe părțile metalice;
• pentru efectuarea operațiilor chirurgicale.

Avantajele folosirii acestei tehnologii sunt incontestabile. Să vorbim despre dificultățile teoretice și practice cu care se confruntă inventatorul laserului.

Baza teoretică

La începutul secolului al XX-lea, fizica cuantică a dat un impuls studiului microworld-ului. De exemplu, până la mijlocul anilor cincizeci, au fost cunoscute configurațiile electronice ale tuturor elementelor chimice disponibile. Oamenii de știință au putut calcula lungimea de undă a unui foton format din orice tranziție. Printre alte descoperiri mari ale lui Einstein a prezis fenomenul de emisie stimulată de un electron într-o stare excitată, fotonul corespunzator zboară din trecut și „face“ un electron pentru a trece la un nivel mai scăzut, chiar dacă timpul vieții sale, la fel nu a fost încă încheiat. O caracteristică specială a acestui fenomen a fost faptul surprinzător faptul că al doilea foton este identic cu primul. Obținerea unui flux de particule identice a fost foarte tentant. Dar a trebuit să rezolve o serie de probleme practice.

Calea pentru crearea primului dispozitiv

Este ușor de spus cine a inventat laserul. A fost Theodore Harald Maiman, fizician din Los Angeles. El a fost primul care a demonstrat un prototip de lucru pe o grenadă artificială. Cu toate acestea, în fața lui, alți oameni de știință au făcut multe:

1. A. Einstein a prezis radiația forțată în 1916.
2. P. Dirac, într-o teorie dezvoltată în 1927-1930, a descris matematic posibilitatea emisiei stimulate.
3. R. Landenburg și G. Kopfermann în 1928 au confirmat existența unei emisii stimulate experimental.
4. V. Fabrikant și F. Butaeva în 1940 au sugerat că întărirea radiației electromagnetice forțate va ajuta la un nivel cu o populație inversă de electroni.
5. A. Kastler în 1950 a propus crearea unei populații inversate prin pompare optică. Pentru aceasta a primit Premiul Nobel.
6. NG Basov, A.M. Prokhorov, C. Townes în 1954 a demonstrat un generator de microunde pe amoniac. Ei au adăugat feedback pozitiv sub forma unui rezonator. Această realizare a adus și oamenii de știință un premiu Nobel.
7. T. Meiman în 1960 a prezentat în sfârșit primul dispozitiv pe un rubin artificial, aliat cu crom.

Astfel, pentru a spune că cel care a inventat laserul în 1960, a făcut-o singură, nu chiar corectă.

Blocări tehnice ale invenției

Conform unei anecdote bine cunoscute, fizicienii teoreticieni cheltuiesc foarte puțin echipament. Au nevoie doar de hârtie, creion și radieră. Dar fenomenele prezise de ei au nevoie de confirmare în practică. Adesea, acest lucru poate fi foarte dificil. De exemplu, confirmați undele gravitaționale ar putea numai în secolul XXI, deși Einstein a sugerat prezența lor la începutul secolului XX. Inventatorul laserului și predecesorii săi au rezolvat următoarele probleme tehnice:

1. Căutați materiale cu o populație inversă de nivele.
2. Selectarea surselor stabile de pompare optică.
3. Creșterea cristalelor cu proprietăți optice date pentru corpul de lucru al unui laser.
4. Aplicarea cristalului de pulverizare la capetele cristalului cu un coeficient de reflexie dat pentru a crea un rezonator optic.

În prezent, toate aceste sarcini sunt rezolvate cu succes și nu prezintă dificultăți oamenilor de știință.

Laser și spațiu

De îndată ce toate dificultățile au fost lăsate în urmă, iar dispozitivele au intrat ferm în viața de zi cu zi, cunoașterea omenirii despre cosmos sa extins de zeci de ori. Dacă vă amintiți, în ce an a fost inventat laserul, devine imediat clar de ce, din anii 1960, programul spațial din multe țări sa dezvoltat atât de activ. Pe lângă reducerea semnificativă a greutății echipamentelor datorită dispozitivelor cu semiconductori și cu laser, puritatea spectrală și coerența grinzilor generate au ajutat la îmbunătățirea cunoștințelor noastre despre spațiul din jur. Datorită dispozitivelor moderne, oamenii de știință cunosc acum exact compoziția tuturor planetelor, asteroizilor și cometelor sistemului solar. De asemenea, modalitățile de a determina distanța față de stele și galaxii sunt acum mult mai exacte. Și posibilitățile posibile de a folosi laserele sunt nelimitate.