Детская энциклопедия

Меню сайта











Квантовая электроника

В 1917 г. Эйнштейн обнаружил одно инте­ресное явление, но, как ни странно, не придал ему особого значения. Когда пучок света про­ходит через слой вещества, он частично погло­щается этим слоем. Луч света — это поток фото­нов, энергия каждого из них равна кванту hn. Проходя через вещество, фотон встречается с его атомами и может быть ими поглощен. Число фотонов луча уменьшится, и вышедший из слоя пучок будет менее интенсивным. Но что произой­дет с атомом, поглотившим фотон? Энергия его вырастет; он перейдет, как говорят физики, на более высокий энергетический уровень. Но в та­ком возбужденном состоянии он будет нахо­диться недолго, примерно 10-7 сек. Вер­нувшись в нормальное состояние, он отдаст полученную энергию — испустит фотон в любом направлении. На пути фотона встретится другой атом, с которым произойдет то же. Так поглощается свет веществом, атомы которого находятся в нормальном состоянии.

Иная картина наблюдается, когда атомы вещества возбуждены (именно это и отметил Эйнштейн). Фотон светового пучка, встречаясь с возбужденным атомом, не поглощается им. Более того, взаимодействуя с ним, он застав­ляет атом излучить фотон. Новый фотон неот­личим от фотонов пучка ни энергией, ни направ­лением: он входит в общий поток, увеличивая в пучке число фотонов. Интенсивность свето­вого луча, выходящего из вещества, становится больше интенсивности луча входящего. Атом же переходит в нормальное состояние. Излучение возбужденного атома под влиянием фотонов Эйнштейн назвал индуцированным.

Фотоны светового пучка, пропуская свет через активное вещество, будут взаимодейство­вать с возбужденными атомами и увеличивать количество себе подобных как по энергии кван­та, так и по направлению распространения. По такому принципу действует квантовый усили­тель. Возбуждение индуцированного излучения начинается в активном веществе квантового гене­ратора «случайными фотонами», которые излу­чаются возбужденными атомами активного ве­щества при самостоятельном переходе в нор­мальное состояние. «Случайные фотоны», про­ходя через вещество, взаимодействуют с возбужденными атомами и порождают себе подоб­ные фотоны. Количество фотонов индуцирован­ного излучения начинает быстро увеличиваться.

Получать выходящий из вещества луч с бо­лее высокой интенсивностью можно, только воз­буждая атомы вещества. Хотя поддерживать боль­шое количество атомов в возбужденном состоянии нелегко, тем не менее такой эксперимент был осу­ществлен советскими учеными. В 1951 г. Коми­тет по делам изобретений зарегистрировал пол­ностью разработанное открытие — усиление электромагнитных волн атомами среды, нахо­дящимися в возбужденном состоянии. Автора­ми открытия были В. А. Фабрикант, М. М. Вудынский и Ф. А. Бутаева. Через несколько лет в СССР и в других странах начали конструи­ровать квантовые генераторы радиоволн — мазеры и видимого света — лазеры (по­дробнее о них написано в статьях «Свет» и «Радио»). Эти генераторы испускают очень плотный концентрированный пучок монохро­матических электромагнитных колебаний высо­чайшей интенсивности. Они обещают произвести целый переворот в технике связи, в обработке металла и, быть может, в передаче энергии.

На основе квантовой теории возникли кван­товая электроника и радиофизика — наиболее перспективные и заманчивые отрасли экспери­ментальной физики, которые ведут свое проис­хождение от первых опытов с электромагнит­ным полем.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016