|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
最も重要な科学的発見
レーザ。 科学的発見の歴史と本質
「レーザー」という言葉は、英語の長いフレーズの頭文字から形成され、文字通り「誘導放出による光の増幅」を意味します。 「科学者たちは、原子による光の自然放出現象に長い間注目してきました」とM.M. コルトゥンは『物理学の世界』という本の中で書いています。この現象は、何らかの方法で励起された電子が上部の電子殻から再び戻ってくるという事実によって起こります。このような遷移によって引き起こされる化学的、生物学的、光の発光現象がその美しさと珍しさで研究者を魅了してきたのには理由がないわけではありませんが、その発光光は弱すぎて散乱してしまい、原子に到達することができません。月... 発光中の各原子は、隣接する原子と調整されずに、異なる時間に独自の光を放出します。 その結果、カオスフレア放射が発生します。 原子には導体がありません！ 1917年に アルバート·アインシュタイン 論文の XNUMX つで、彼は理論的に、外部電磁放射が個々の原子の放射の閃光を互いに一致させることを可能にすることを示しました。 これにより、異なる原子の電子が同時に同じように高い励起準位に飛びます。 同じ放射線が「光ショット」のトリガーの役割を果たすことは難しくありません。結晶に向けられると、数万個の励起電子が一度に元の軌道に同時に戻る可能性があります。目がくらむほど明るい閃光、ほぼ同じ波長の光、または物理学者が言うように、単色光が伴います。 アインシュタインの研究は、物理学者によってほとんど忘れられていました。当時、原子の構造に関する研究は、はるかに多くの人によって占められていました。 1939 年、ソビエトの若い科学者で、現在は教授であり、V.A. 教育科学アカデミーの正会員です。 ファブリカントは、アインシュタインによって物理学に導入された誘導放出の概念に戻りました。 Valentin Alexandrovich Fabrikant による研究は、レーザーを作成するための強固な基盤を築きました。 穏やかで平和な環境でさらに数年間の集中的な研究が行われ、レーザーが作成されたはずです.「しかし、これは、ソビエトの科学者プロホロフ、バソフ、およびアメリカのチャールズ・ハード・タウンズの創造的な仕事のおかげで、1915年代にのみ実現しました（XNUMX） . Alexander Mikhailovich Prokhorov (1916-2001) は、アトルトン (オーストラリア) で、1911 年にシベリア亡命者からオーストラリアに逃れた現役の革命家の家族として生まれました。 1923 月の社会主義大革命の後、プロホロフ家は XNUMX 年に故郷に戻り、しばらくしてレニングラードに定住しました。 1934 年、アレクサンダーはここの高校を金メダルで卒業しました。 放課後、プロホロフはレニングラード州立大学 (LGU) の物理学科に入学し、1939 年に優等で卒業しました。 その後、物理学研究所の大学院に入学。 P.N. レベデフ ソ連科学アカデミー。 ここで、若い科学者は地球の表面に沿った電波の伝播のプロセスを研究し始めました。 彼は、電波干渉法を使用して電離層を研究するための独自の方法を提案しました。 第二次世界大戦の最初から、プロホロフは野戦で軍隊の仲間入りをしていました。 彼は歩兵で戦い、諜報活動で軍人章を授与され、1944度負傷した。 1948年に動員解除され、XNUMX回目の重傷を負った後、彼はFIANでの戦争によって中断された科学的研究に戻りました。 プロホロフは当時、無線発電機の周波数を安定させる方法である非線形振動の理論に関連する研究に従事していました。 これらの作品は彼の博士論文の基礎を形成しました。 XNUMX年に管発生器の周波数の安定化の理論を作成したことで、彼は学者L.I.を授与されました。 マンデリシュム。 1948年、アレクサンダー・ミハイロヴィチは、荷電粒子の循環加速器で放出される電磁放射線の性質と性質についての研究を開始しました。 非常に短期間で、彼はシンクロトロンの均一な磁場中を移動する相対論的電子の磁気制動放射のコヒーレント特性を研究する一連の大規模な実験を成功裏に実施することができました。 研究の結果、プロホロフは、シンクロトロン放射がセンチメートル波長範囲のコヒーレント放射源として使用できることを証明し、放射源の主な特性と出力レベルを決定し、電子バンチのサイズを決定する方法を提案しました。 この古典的な研究は研究分野全体を切り開きました。 その結果は博士論文の形で正式にまとめられ、1951年にアレクサンダー・ミハイロヴィチによって擁護されることに成功した。 1950 年、プロホロフは、加速器物理学の分野での研究から徐々に離れて、物理学の全く新しい方向である電波分光法での研究を開始しました。 当時、分光法ではセンチメートルとミリメートルという新しい範囲の波長が習得されていました。 分子の回転および一部の振動スペクトルは、この範囲に収まりました。 これにより、分子構造の基本的な問題の研究にまったく新しい可能性が開かれました。 振動理論、電波工学、電波物理学の分野におけるプロホロフの豊富な実験的および理論的経験は、この新しい分野を習得するのに最適でした。 学者D.V.の支援を受けてSkobeltsynは、振動研究所の若い従業員のグループと一緒に、可能な限り短い時間で、無線分光法の国内学校を設立し、それはすぐに世界科学で主導的な地位を獲得しました。 これらの若い従業員のXNUMX人は、モスクワ工学物理研究所の卒業生であるニコライ・ゲナディエビッチ・バソフでした。 バソフは14年1922月XNUMX日、ヴォロネジ県（現在のリペツク地方）のウスマン市で、後にヴォロネジ大学の教授であったジェナディ・フェドロヴィッチ・バソフの家族の中で生まれました。 Basovの学校の終わりは、大祖国戦争の始まりと一致しました。 1941年、ニコライは徴兵されました。 彼はクイビシェフ軍事医学アカデミーに送られました。 1943年後、彼はキエフ軍医学校に転校した。 1945 年に大学を卒業した後、バソフは化学防衛大隊に送られました。 XNUMX 年の初めから動員解除まで、その年の終わりに、彼は陸軍の一員でした。 1946年にバソフはモスクワ機械研究所に入学しました。 1950年に研究所を卒業した後、彼は理論物理学科の大学院に入学しました。 1949年以来、ニコライ・ゲンナディエヴィッチはソ連科学アカデミーの物理研究所で働いています。 彼の最初の役職は、学者の M.A. が所長を務める振動研究所のエンジニアでした。 レオントビッチ。 その後、同じ研究室の次席研究員となる。 当時、プロホロフのリーダーシップの下にある若い物理学者のグループは、新しい科学の方向である分子分光法の研究を開始しました。 同時に、バソフとプロホロフの間の実りある共同作業が始まり、量子エレクトロニクス分野の基礎的な研究につながりました。 1952 年、Prokhorov と Basov は、量子システムによる電磁放射の増幅と生成の効果の理論的分析の最初の結果を発表し、その後、これらのプロセスの物理学を調査しました。 新しいタイプの多くの電波分光器を開発したプロホロフの研究室は、分子の構造、双極子モーメントと力定数、核のモーメントなどの決定に関する非常に豊富な分光情報を取得し始めました。 プロホロフとバソフは、主に分子吸収線の幅によって決定されるマイクロ波分子周波数標準の限界精度を分析し、分子ビームの線の急激な狭窄の効果を使用することを提案しました。 「しかし、分子線への移行は、線幅の問題を解決する一方で、ビーム内の分子の全体的な密度が低いために吸収線の強度が急激に減少するという新たな困難を生み出しました」とI.G. BebikhとV.S. Semenovaは書いています。吸収信号は、下位準位から上位準位への遷移中の量子の吸収 (誘導、刺激吸収) と、上位準位からの遷移中の量子の放出を伴う、分子の XNUMX つのエネルギー状態間で誘発された遷移の結果です。レベルダウン (誘導、誘導放出)。したがって、研究対象の分子の量子遷移の下位エネルギー準位と上位エネルギー準位の集団の差に比例します。マイクロ波の量子に等しいエネルギー距離によって隔てられた XNUMX つの準位の場合放射線の場合、ボルツマン分布に従った常温で平衡状態にある準位の熱分布により、この分布の差は全粒子密度のほんの一部を構成するにすぎません。 次に、分子線のレベルの母集団を人為的に変更することによって、つまり非平衡条件（または、いわば、これらのレベルの母集団を決定する自分自身の「温度」）を作成することによって、アイデアが提案されました。吸収線の強度を大幅に変えることができます。 たとえば、不均一な電場の助けを借りて、ビームからそのような粒子を選別することにより、上部作業レベルの分子の数が急激に減少すると、吸収線の強度が増加します。 いわば、超低温がビーム内に生成されます。 しかし、分子がこのように低い作業レベルから除去されると、システムは誘導放出による増幅を経験します。 利得が損失を超える場合、システムは、分子の特定の量子遷移の周波数によって決定される周波数で自己励起されます。 一方、分子線では、分布反転が行われます。つまり、一種の負の温度が作成されます。」 これが、AM Prokhorov と N.G. バソフ 1952–1955。 ここから、量子エレクトロニクスの開発が始まりました。これは、現代の科学技術で最も実り多く、最も急速に発展している分野の XNUMX つです。 本質的に、量子発生器を作成する際の主な基本ステップは、反転分布（負の温度）を持つ非平衡放射量子システムを準備し、それを正のフィードバックを持つ振動システム、つまり空洞共振器に配置することでした。 それは、量子力学システムと放射線物理学の文化を研究した経験を組み合わせた科学者によって行われる可能性があり、行われるべきでした。 これらの原理を光帯域やその他の帯域にさらに拡張することは避けられませんでした。 Prokhorov と Basov は、強力な補助放射の作用下で遷移の XNUMX つを飽和させることにより、XNUMX レベル (およびより複雑な) システムで分布反転を取得する新しい方法を提案しました。 これがいわゆる「三準位法」で、後に光ポンピング法とも呼ばれます。 1958年にファブリペローが他の範囲の開発のための真の科学的根拠を形成することを許可したのは彼でした. これは、1960 年に T. Meiman が最初のルビー レーザーを作成する際に使用することに成功しました。 分子発振器の研究中にも、バソフは量子放射線物理学の原理と方法を光周波数範囲に拡張する可能性があるというアイデアを思いつきました。 1957 年以来、彼は光量子発生器であるレーザーを作成する方法を模索してきました。 1959年、BasovはB.M.と一緒に。 Vulom と Yu.M. ポポフは、「量子機械半導体発電機と電磁振動の増幅器」という作品を準備しました。 レーザーを作成するために、パルス電場で得られた半導体の逆分布を使用することが提案されました。 この提案は、ルビー結晶 (C. Townes、A. Shavdov) およびガス混合物 (A. Javan) の使用に関する米国の科学者の提案とともに、量子による光周波数範囲の体系的な開発の始まりを示しました。エレクトロニクス。 1964 年、Basov、Prokhorov、Towns (米国) がノーベル賞を受賞しました。彼らは、メーザーとレーザーの作成につながった量子エレクトロニクス分野の基礎研究に対して授与されました。 著者: サミン D.K.
▪ 相補性の原理 ▪ クローニング
タッチエミュレーション用人工皮革
15.04.2024 Petgugu グローバル猫砂
15.04.2024 思いやりのある男性の魅力
14.04.2024
▪ Parade Technologies USB 3.0 リピータ ▪ 注意支援システム
▪ 記事 降水量 (雨、霧、ひょう、雪)。 安全な生活の基本 ▪ 記事 セントジョーンズワートの穿孔。 伝説、栽培、応用方法 ▪ 記事 二重回路地熱発電所。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 曲線と三次元のパラドックス。 フォーカスシークレット
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
面白い記事をお勧めします セクション 
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語