Kako Deluje Mikrovalovni Maser

Kako Deluje Mikrovalovni Maser
Kako Deluje Mikrovalovni Maser

Video: Kako Deluje Mikrovalovni Maser

Video: Kako Deluje Mikrovalovni Maser
Video: Как собирать энергию для жизни. Mu Yuchun. 2024, Maj
Anonim

Beseda "laser" in načelo delovanja te naprave so znani ljudem. Tesno povezana beseda "maser" je veliko manj znana. Gre za okrajšavo prvih črk besed angleške opredelitve "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation", kar pomeni "ojačanje mikrovalov z uporabo stimuliranega sevanja." To pomeni, da za razliko od laserja, ki oddaja svetlobo, maser podobne zasnove oddaja mikrovalovne žarke.

Kako deluje mikrovalovni maser
Kako deluje mikrovalovni maser

Prvič so takšno napravo razvili sovjetski in ameriški fiziki leta 1954. Nato so znanstveniki A. Prohorov, N. Basov in C. Townes za to prejeli Nobelovo nagrado.

Maser dolgo ni našel praktične uporabe, saj so za njegovo delovanje potrebni težki pogoji: vakuum in zelo nizka temperatura (blizu absolutne ničle). Še več, tudi v teh pogojih je bila moč maserja veliko manjša od moči laserja. V zadnjem času pa so fiziki iz britanskega nacionalnega fizikalnega laboratorija razvili model maserja, ki lahko deluje pri sobni temperaturi in tlaku.

Njihovo delo je temeljilo na raziskavah japonskih znanstvenikov, ki so konec 20. stoletja izvajali poskuse z obsevanjem organske spojine pentacena z laserjem. Ugotovili so, da lahko molekule snovi, izpostavljene laserskim žarkom, delujejo kot maser. Ker je japonske raziskovalce zanimalo drugo vprašanje (razprševanje nevtronov), odkritemu pojavu niso pripisali pomena. Britanci so se, potem ko so našli opis teh poskusov, odločili dodati pentacen v drugo organsko snov, da bi dobili kristale, podobne tistim, ki se uporabljajo v laserjih. Po vrsti napak so bili izbrani kristali zahtevane oblike in barve. Raziskovalci so jih vstavili v prozorne safirne obroče, nato pa so jih, tako nastalo strukturo postavili v resonator, obsevali z laserjem. Dobljeni rezultat je presegel najbolj divje pričakovanja.

Laserski žarek je molekule pentacena pripeljal v vznemirjeno (nestabilno) stanje. Med povratnim prehodom molekul v stabilno stanje je nastal žarek mikrovalov, ki so po svoji intenzivnosti neizmerno presegali žarke, ustvarjene s prejšnjimi maserjevimi modeli. "Prejeti signal je bil sto milijonov krat močnejši od obstoječih maserjev," je povedal fizik Mark Oxborrow, ki je vodil te poskuse. Naprava, ki so jo prejeli Britanci, je izjemno obetavna, čeprav zahteva veliko truda, da jo izpopolni. Zdaj maser Oxborrow ustvarja le zelo kratkoročne impulze s širokim razponom valov. Če je mogoče, da deluje neprestano, bo poleg tega maser našel zelo široko uporabo na različnih področjih znanosti in tehnologije.

Priporočena: