Из истории физических открытий

        Счастливая случайность выпадает лишь на долю подготовленных умов.
                                             Луи Пастера
                                                                                                                                                                  
                                                                                                                                                                          
                   Случайны ли научные открытия?
   2200 лет назад величайший учёный Древней Греции Архимед,решая задачу о короне царя Гиерона,открыл в бане свой знаменитый закон.
   Дерево в саду родового имения семьи Ньютонов в Вулсторпе,неподалёку от Кембриджа,откуда сорвалось знаменитое яблоко,в течение многих лет,пока его не сломала буря,было музейным экспонатом.Ещё бы!Падение этого яблока явилось причиной открытия закона всемирного тяготения!
   Простудившаяся жена профессора анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани требовала заботы и внимания.Врачи прописали ей "укрепительный бульон'' из лягушечьих лапок.Приготовляя лягушек для бульона,Гальвани и открыл знаменитое '' животное электричество''-электрический ток.
    Адъюнкт кафедры фармацевтики Копенгагенского университета,профессор физики Ганс Христиан Эрстед в 1820 г. во время одной из своих лекций получил записку от студента,в которой тот обращал его внимание на поворот магнитной стрелки,находящейся на демонстрационном столе под проволокой,по которой проходил электрический ток.Так было положено начало изучению электромагнитных явлений.
    8 ноября 1895 г. профессору Вюрцбургского университета Вильгельму Конраду Рентгену не спалось.Он спустился в свою лабораторию и... открыл рентгеновские лучи.
     Итальянский физик Паули получил Нобелевскую премию благодаря посещению... театра. Он сформулировал знаменитый "принцип Паули" во время ревю в Копенгагенском театре.
 
   Лучевое оружие. Мазеры и лазеры

В 1953 г. профессорЧарльз Таунс из Университета Калифорнии в Беркли сумел вместе с коллегами получить первый пучок когерентного излучения, а именно микроволн. Устройство назвали мазером (maser — по первым буквам слов фразы «microwave amplification through stimulated emission of radiation», т.е. «усиление микроволн через стимуляцию излучения».) Позже, в 1964 г., Таунс вместе с русскими физиками Николаем Басовым и Александром Прохоровым получил Нобелевскую премию. Вскоре результаты ученых были распространены и на видимый свет. Так родился лазер
 Основой лазера служит особая среда, которая собственно и будет передавать лазерный луч; это может быть специальный газ, кристалл или диод. Затем нужно закачать в эту среду энергию извне — при помощи электричества, радиоволн, света или химической реакции. Неожиданный приток энергии возбуждает атомы среды, заставляя электроны поглощать энергию и перепрыгивать на более высокоэнергетичные внешние электронные оболочки. В таком возбужденном, накачанном состоянии среда становится нестабильной. Если после этого направить сквозь нее луч света, то фотоны луча, сталкиваясь с атомами, вызовут внезапное сваливание электронов на более низкие орбиты и высвобождение при этом дополнительных фотонов. Эти фотоны, в свою очередь, заставят еще большее число электронов испустить фотоны — и вскоре начнется цепная реакция «схлопывания» атомов до невозбужденного состояния с практически одновременным высвобождением громадного количества фотонов — триллионов и триллионов их — все в тот же луч. Принципиальная особенность этого процесса состоит в том, что в некоторых веществах при лавинообразном высвобождении все фотоны вибрируют в унисон, т.е. когерентны. (Представьте себе выстроенные в ряд костяшки домино. В самом низкоэнергетическом состоянии каждая костяшка лежит плашмя на столе. В высокоэнергетическом, накачанном состоянии костяшки стоят вертикально, подобно накачанным атомам среды. Толкнув одну костяшку, вы можете вызвать внезапное одновременное высвобождение всей этой энергии, точно так же, как это происходит при рождении лазерного луча. В лазере способны работать лишь некоторые материалы; это означает, что только в особых веществах при столкновении фотона с возбужденным атомом излучается фотон, когерентный первому. Это свойство вещества приводит к тому, что все фотоны в рождающемся потоке вибрируют в унисон, создавая тонкий лазерный луч. (Вопреки распространенной легенде лазерный луч не вечно остается таким же тонким, как в самом начале. К примеру, лазерный луч, выпущенный в Луну, будет по дороге постепенно расширяться и даст на поверхности Луны пятно размером в несколько километров.)
Простой газовый лазер представляет собой трубку со смесью гелия и неона. Когда через трубку пропускают электричество, атомы поглощают энергию и возбуждаются. Затем, если происходит внезапное высвобождение всей запасенной газом энергии, рождается луч когерентного света. Этот луч усиливается при помощи двух зеркал, установленных в обоих концах трубки, так что луч отражается от них по очереди и мечется по трубке из стороны в сторону. Одно из зеркал совершенно непрозрачно, но другое пропускает небольшую долю падающего на него света, выпуская таким образом луч наружу.
 Сегодня лазеры можно найти повсюду — и в кассовом аппарате продуктового магазинчика, и в оптико-волоконном кабеле, который обеспечивает вам доступ в Интернет, и в лазерном принтере или CD-плеере, и в современном компьютере. Лазеры используются в хирургии глаза, при удалении татуировок, и даже в косметических салонах. В 2004 г. в мире продано лазеров больше чем на 5,4 млрд долл.
 Новые лазеры сейчас открывают едва ли не каждый день; как правило, речь идет об обнаружении нового вещества, способного работать в лазере, или изобретении нового метода закачки энергии в рабочее тело. Вопрос в том, годятся ли эти технологии для создания лучевых ружей или световых мечей? Можно ли построить лазер, достаточно большой для обеспечения энергией Звезды смерти? На сегодняшний день существует ошеломляющее разнообразие лазеров, которые можно классифицировать по материалу рабочего тела и способу закачки энергии (это может быть электричество, мощный световой луч, даже химический взрыв).
Перечислим несколько типов лазеров.
 Газовые лазеры. Эта категория включает и чрезвычайно распространенные гелий-неоновые лазеры, дающие очень знакомый красный луч. Накачивают их при помощи радиоволн или электричества. Гелий-неоновые лазеры обладают небольшой мощностью. А вот газовые лазеры на углекислом газе можно использовать при подрывных работах, для резки и плавки металлов в тяжелой промышленности; они способны давать чрезвычайно мощный и совершенно невидимый луч.
 Химические лазеры. Эти мощные лазеры заряжаются от химической реакции — к примеру, горения этилена и трифторида азота. Такие лазеры достаточно мощны, чтобы найти применение в военной области. В США химический принцип накачки применяется в воздушных и наземных боевых лазерах, способных давать луч мощностью в миллионы ватт и предназначенных для сбивания в полете ракет малой дальности.
 Эксимерные лазеры. Эти лазеры получают энергию также от химической реакции, в которой обычно задействованы инертный газ (т.е. аргон, криптон или ксенон) и какой-нибудь фторид или хлорид. Они дают ультрафиолетовый свет и могут использоваться в электронной промышленности для вытравливания крохотных транзисторов на полупроводниковых чипах, а также в хирургии глаза для проведения тончайших операций по технологии Lasik.
Твердотельные лазеры. Первый в мире работающий лазер был изготовлен из кристалла рубина (сапфир с примесью хрома, придающей кристаллу розовую окраску). Многие кристаллы при легировании их иттрием, гольмием, тулием и другими химическими элементами способны создавать лазерный луч. Твердотельные лазеры могут давать высокоэнергетические ультракороткие вспышки. Полупроводниковые лазеры. Диоды, которые мы так широко используем во всевозможных электронных устройствах, могут давать мощные лазерные лучи, которые используются в промышленности для резки и сварки. Эти же полупроводниковые лазеры работают и в кассовых аппаратах, считывая штрихкоды с выбранных вами товаров. Лазеры на красителях. В этих лазерах в качестве рабочего тела используются органические красители, Они исключительно полезны в получении ультракоротких импульсов света, которые часто имеют длительность порядка одной триллионной доли секунды.
             Воздухоплавание. Как оно возникло? Если вам интересно об этом узнать, обратитесь к сайту http://nebo.dp.ua/history.html
 
 
 
Форма входа
Поиск
Календарь
«  Октябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031
Архив записей
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 266
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz