Pionierzy laserów:
Wiązka światła laserowego zabłysła po raz pierwszy w roku 1960, ale pierwsze kroki na drodze do stworzenia lasera poczyniono dużo wcześniej. Wszystko zaczęło się w roku 1917, kiedy słynny uczony Albert Einstein stwierdził, że jest możliwe pobudzanie najmniejszych cząsteczek materii - atomów, do emisji światła. Okazało się to wtedy bardzo trudne do sprawdzenia. Musiało minąć wiele lat, zanim udało się tego dokonać. Na początku 1997 r., uczeni amerykańscy ze słynnego Massachusetts Institute of Technology poinformowali o skonstruowaniu lasera, którego wiązka składa się z atomów materii, a nie z fotonów uporządkowanych zgodnie z falami materii.
Przełom:
Przełom nadszedł, gdy trzech amerykańskich naukowców, Charles Townes, James Gordon i Herbert Zeiger, odkryło sposób pobudzania atomów do emisji nie światła, ale mikrofal. W roku 1954 skonstruowali pierwszy maser ( Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, wzmacnianie mikrofal przez wymuszoną emisję promieniowania ) - urządzenie emitujące silną, dającą się sterować wiązkę mikrofal.
Osiągniecie to zachęciło wielu naukowców do prób budowy laserów, czyli maserów emitujących światło zamiast mikrofal. Pierwszym, któremu się to udało, był amerykański naukowiec Theodore Maiman. 15 maja 1960 roku pobudził do emisji pierwszej wiązki światła laserowego pręt z rubinu, umieszczony wewnątrz potężnej lampy błyskowej. Wraz z tym jaskrawym impulsem głęboko czerwonej barwy rozpoczęła się era laserów.
Theodore Maiman, twórca urządzenia, które wyemitowało pierwszą wiązkę światła laserowego. Swoje udane doświadczenie przeprowadził w roku 1960, rozpoczynając erę laserów.
Słynny uczony Albert Einstein pierwszy zasugerował możliwość pobudzania atomów do emisji światła. Sformułował tę myśl w roku 1917, ale dopiero w 1960 udało się tę ideę wprowadzić w czyn.
W roku 1948 amerykański naukowiec węgierskiego pochodzenia, Dennis Gabor, opisał ideę trójwymiarowej "fotografii" nazwanej holografią. Z realizacją hologramów musiał jednak czekać do roku 1960.
Lasery i wojna:
Wojny Gwiezdne:
Przez wiele lat ulubionym tematem autorów powieści science-fiction były bronie laserowe. Wygląda na to, że fantazje literackie stały się dziś rzeczywistością. Inicjatywa Obrony Strategicznej ( SDI ) - bardziej znana pod nazwą "wojen gwiezdnych" - zakładała rozmieszczenie na orbicie satelitów uzbrojonych w działa laserowe. Miałyby one niszczyć nieprzyjacielskie rakiety zaraz po ich wystrzeleniu.
Chociaż program "wojen gwiezdnych" został przerwany w roku 1993, to pomysł użycia laserów do niszczenia z powietrza pocisków rakietowych nie został zarzucony. Lotnictwo USA rozważa możliwość instalowania na odrzutowcach antyrakietowych dział laserowych. Potężne lasery byłyby zdolne do niszczenia nieprzyjacielskich rakiet na odległość setek kilometrów. Jednakże takie bronie laserowe to jeszcze odległa przyszłość. Do ich zbudowania potrzebne są niewielkie przenośne lasery, znacznie potężniejsze od dotychczas skonstruowanych.
Oślepianie i znakowanie celów:
Broń laserowa małej mocy jest używana do unieszkodliwiania czujników sterujących pocisków rakietowych. Czujniki trafiane są skupioną wiązką światła laserowego małej mocy. Jeśli nawet moc tej wiązki nie wystarczy do zniszczenia czujnika, może go oślepić na tyle, aby nie mógł właściwie działać - tak jak w nocy silne światła samochodu oślepiają kierowcę i utrudniają mu widzenie.
Znakowanie:
Lasery są także użyteczne do znakowania, czy "rozświetlania" celów. Wiązek laserowych używa się do oświetlania celów, ułatwiając samolotem ich identyfikację.
W czasie wojny w Zatoce Perskiej w roku 1991 użyto nowego laserowego systemu znakowania. Urządzenia zwane desygnatorami laserowymi wysyłały zakodowane serie impulsów laserowych znakujących cele, które były rozpoznawane przez sterowane pociski rakietowe.
Żołnierz mierzy celownikiem laserowym. Laser kieruje pociskiem rakietowym prosto do celu.
Próby jądrowe:
Lasery wielkiej mocy zastąpiły rzeczywiste eksplozje przy niektórych testach broni jądrowych. Lasery te, osiągające w impulsie moc wielu milionów megawatów, mogą być stosowane do podgrzewania i kompresji jądrowych materiałów rozszczepialnych. Pozwala to na badanie ich działania bez dokonywania eksplozji.
W Lawrence Livermore Laboratory w Kalifornii, w USA, do badań nad reakcją syntezy jądrowej do nowych rodzajów broni jądrowej używa się jednego z najpotężniejszych laserów na świecie, zwanego Nova. W USA planuje się budowę lasera o jeszcze większej mocy do prac nad rozwojem broni jądrowych.
W jednym z doświadczeń nad reakcją syntezy do wytworzenia bardzo wysokiej temperatury, niezbędnej do zapoczątkowania reakcji, użyta dziesięciu potężnych wiązek lasera Nova.
Lasery a zdrowie:
Pojawienie się laserów w świecie medycyny rzuciło nowe światło na wiele problemów problemów i sposoby ich rozwiązywania. Lasery mogą zastępować skalpele w sali operacyjnej i ułatwiają bezpieczniejsze, szybsze i skuteczniejsze wykonywanie niektórych delikatnych zabiegów. Otwierają też drogę do bezbolesnych wizyt w gabinecie dentysty.
W tradycyjnej chirurgii wszystkich cięć dokonuje się za pomocą skalpela. Ale cięcia wykonane skalpelem krwawią, a w niektórych częściach ciała operowanie skalpelem jest utrudnione. Teraz chirurdzy dostali do rąk nowe narzędzie - skalpel laserowy. Bardzo skupiona wiązka tnie tkankę. Światło lasera zostaje doprowadzone do zakończenia skalpela za pośrednictwem światłowodu.
W wielu bardzo delikatnych operacjach, jak w chirurgii mózgu, skalpele laserowe są używane do wykonywania cięć subtelniejszych od włosa ludzkiego. Skalpele laserowe ograniczają także krwawienia pooperacyjne, ponieważ ciepło, jaki wydzielają, zgrzewa przecinane naczynia krwionośne.
Pod kontrolą:
Przy leczeniu ciężkich oparzeń, lekarz najpierw musi usunąć warstwę spalonej skóry i odsłonić zdrową powierzchnię, aby pozostała część skóry mogła się zagoić. Za pomocą skalpela laserowego można szybko i stosunkowo mało boleśnie zdejmować naskórek. Skalpel laserowy może także służyć do usuwania tatuaży przez zdejmowanie bardzo cienkich warstw skóry. Natężenie wiązki laserowej skalpela może być dostosowane do potrzeb. Przy małej mocy służy do spajania rozerwanych tkanek lub krwawiących naczyń krwionośnych. Przy dużej mocy może przebijać lub unicestwiać tkanki. Wiązka dużej mocy jest użyteczna do oczyszczania zablokowanych arterii lub niszczenia chorych tkanek.
Leczenie oczu i zębów:
Osoby posługujące się laserami muszą być bardzo ostrożne i używać specjalnych okularów chroniących oczy przed światłem, które może uszkodzić wzrok, a nawet spowodować ślepotę. Ale właściwie użyty laser może być ratunkiem dla oczu. Może zostać użyty do leczenia chorób oczu, poprawiania widzenia, a czasem nawet przywracać wzrok - szybko i przy minimum cierpienia pacjenta.
W diagnostyce oczu do badania siatkówki, światłoczułej błony wyścielającej wnętrze gałki ocznej, okuliści stosują skanujące oftalmoskopy laserowe. W przypadkach wad siatkówki wiązka laserowa może poprzez soczewkę oka zostać skupiona na uszkodzeniach siatkówki i posłużyć do ich spojenia. Laser może także zostać użyty do ponownego przytwierdzenia odklejonej siatkówki.
Wygenerowano: 2003-05-19
fizyka
darmowe wypracowania i ściągi - szkoła i studia