20世紀(jì)重大科技發(fā)明(方便生活的十大發(fā)明)

激光是20世紀(jì)人類的偉大發(fā)明之一。自20世紀(jì)60年代初激光發(fā)明以來，它已迅速應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、科研、工業(yè)、軍事、通訊等各個(gè)領(lǐng)域。，給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)典技術(shù)帶來了巨大的沖擊，產(chǎn)生了大量的新興學(xué)科和高科技產(chǎn)業(yè)，影響了人類生活的方方面面。

激光束

激光的發(fā)現(xiàn)是理論先于實(shí)踐的典型代表。

愛因斯坦在研究光與物質(zhì)的相互作用時(shí)，奠定了激光的理論基礎(chǔ)。他提出激光的產(chǎn)生與原子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。雖然理論上預(yù)言可以有這樣近乎完美的光，但如何實(shí)現(xiàn)卻困擾了科學(xué)家40多年，甚至有人認(rèn)為不可能。

直到1951年，美國物理學(xué)家唐斯(Towns)在一天早上等著買早餐的時(shí)候，突然意識到，通過利用熱或電使它們興奮，可以誘導(dǎo)它們通過微波發(fā)出強(qiáng)烈的“受激微波”。他立刻記錄下了這個(gè)想法。回到實(shí)驗(yàn)室后，他反復(fù)實(shí)驗(yàn)，兩年后成功實(shí)現(xiàn)了“受激輻射微波放大”。幾年后，光波段的受激輻射光源也研制出來了。美國科學(xué)家梅曼用改進(jìn)的干涉諧振器，紅寶石作為工作物質(zhì)，高強(qiáng)度閃光管激發(fā)紅寶石。1960年5月，他獲得了波長為693納米的激光，這距離愛因斯坦提出激光理論已有40多年。

性能優(yōu)越的激光器

激光應(yīng)用廣泛，它幾乎無處不在，從手術(shù)刀、焊接、切割、打印機(jī)到掃描成像、通訊、微加工，甚至作為武器。具有普通光源不具備的優(yōu)勢。畢竟它的產(chǎn)生機(jī)理和普通光源不一樣。激光器發(fā)射的受激輻射是從亞穩(wěn)態(tài)發(fā)射的，壽命高達(dá)幾毫秒到幾秒。利用激光的性能可以進(jìn)行許多精密的實(shí)驗(yàn)，從而創(chuàng)造出許多新的學(xué)科和過程。例如激光全息術(shù)、激光測速儀、激光干涉、激光測距等。還有實(shí)驗(yàn)室常用的氦氖激光器。雖然功率只有10毫瓦，但產(chǎn)生的光亮度極高。如果使用調(diào)制技術(shù)及時(shí)集中能量，可以獲得非常高的脈沖功率。

激光手術(shù)刀

激光可以移動(dòng)物體。

光其實(shí)是肉眼可以感知的電磁波，具有波的特性。同時(shí)，光也是類粒子的，可以看作是一種叫做光子的粒子。這就是所謂的波粒二象性。無論從波的角度還是粒子的角度，光都有動(dòng)量。因此，當(dāng)光線照射到物體上時(shí)，會(huì)將動(dòng)量傳遞給物體，從而對物體產(chǎn)生一定的壓力，這種壓力稱為光壓或輻射壓。輻射壓力最早是由英國物理學(xué)家麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出來的，后來得到了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。輻射壓力很小，日常生活中不容易被察覺。輻射壓力是光運(yùn)動(dòng)物體最早的知識。在20世紀(jì)70年代，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粒子被強(qiáng)度不均勻的激光束照射時(shí)，它們會(huì)被吸引到光線最強(qiáng)的地方，并在光線最強(qiáng)的地方附近被捕獲。

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