Институт Инновационного Проектирования | Глава из книги «Технологии, которые изменили мир» Александра Латкина об истории открытия и использования лазерных технологий
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

Глава из книги «Технологии, которые изменили мир» Александра Латкина об истории открытия и использования лазерных технологий

 


Когда: 1916, 1954, 1960 годы
Где: Германия, СССР, США
Почему: Лазерные технологии играют большую роль в нашей жизни — будь то лазерный проигрыватель, медицинский инструмент или меч джедая из любимого кинофильма.
Как: Смысл теоретических исследований Альберта Эйнштейна в 1916 году понимали лишь несколько десятков людей. Усилия советских и американских ученых привели к тому, что во второй половине XX столетия лазерные устройства стали широко применяться в науке, производстве, медицине и быту. В XXI веке лазерные технологии сулят нам удивительные открытия в биологии, медицине, химии, энергетике и связи
Кто: Альберт Эйнштейн, Николай Басов, Александр Прохоров, Чарльз Таунс, Теодор Майман
Интересный факт: Лазер стал одним из главных вкладов советской физики в мировой прогресс
В наши дни невозможно представить себе жизнь человечества без лазеров. Лазерные технологии настолько глубоко проникли в различные сферы жизни, что обойтись без них уже, видимо, не удастся.
Люди мечтали о таких устройствах очень давно. Идея воздействия на окружающий мир с помощью концентрированных световых лучей упоми- нается и в античной мифологии, и в сочинениях древнегреческих историков, и в произведениях художественной литературы. Плутарх описывал, как во время осады Сиракуз римский флот был сожжен защитниками города. По приказу греческого инженера Архимеда воины при помощи зеркал и отполированных до блеска медных щитов сфокусировали на корабли солнечные лучи и подожгли их. Гиперболоид инженера Гарина из романа Алексея Толстого, написанного в 1927 году, мог тепловым лучом огромной мощности разрушать заводы и корабли.
Однако действительность пока куда прозаичнее — сконструировать устройство, испускающее узконаправленный луч света, удалось лишь во второй половине XX века благодаря достижениям принципиально новой науки — квантовой механики. Лазерные технологии прошли долгий путь развития и используются теперь повсеместно, но во вполне мирных целях.
Предыстория

С научной точки зрения, лазер должен называться иначе — «квантовый генератор». Именно так физики и инженеры именуют генератор электромагнитных волн, в котором используется явление «вынужденного излучения». В зависимости от длины волны излучения это устройство называют мазером (сантиметровый диапазон), лазером (свет), разером (рентгеновское излучение) и газером (гамма-излучение).
Первым в 1954 году был создан мазер — независимо друг от друга российскими учеными Николаем Басовым и Александром Прохоровым, а также американ- цем Чарльзом Таунсом. Через 10 лет им всем была присуждена Нобелевская премия. Название «мазер» придумал Таунс, это аббревиатура, образованная фразы microwave amplification by stimulated emission of radiation1. Слово «лазер» было сконструировано на базе этого же словосочетания, только microwave за- менили на light (light amplification by stimulated emission of radiation — усиление света с помощью вынужденного излучения). И в массовое употребление вошло именно «лазер» — видимо, потому, что далекому от физики человеку был более понятен прибор, испускающий видимый луч света.
Явление под названием stimulated emission of radiation (вынужденное излучение) было изучено «главным физиком» XX века Альбертом Эйнштейном — в 1916 году он создал основы модели испускания электромагнитного излучения квантовыми системами. Важные открытия в этой области в конце 1940-х годов также сделал советский ученый Валентин Фабрикант. Впервые в мире он дал четкую формулировку квантового способа усиления электромагнитных волн, который теперь лежит в основе всех лазерных устройств.
Первый лазер был продемонстрирован в 1960 году американским физиком Теодором Майманом. Ему впоследствии удалось заработать на своем изобретении — он основал компанию по производству лазеров.
Далее усовершенствование квантовых генераторов породило множество важных открытий и изобретений. В 2000 году российский физик Жорес Алферов и немец Герберт Кремер получили Нобелевскую премию за сделанные еще в 1963 году открытия, результаты которых были использованы для создания новых типов квантовых генераторов.
Последствия
То, что фантастами преподносилось как мощное оружие, оружием не стало. Сейчас ни в одной армии мира нет на вооружении лазерного оружия, хотя в СМИ часто встречается информация о ведущихся в этой области разработках и испытаниях. Современные технологии пока не позволяют создать мощную мобильную лазерную установку, поскольку для ее работы нужно большое количество энергии. Время от времени появляются слухи об испытаниях американского лазерного оружия в космосе (см. очерк «Космос»), однако официально они не подтверждались.
Военные были бы рады заполучить такое оружие, однако пока до боевого применения удалось довести лишь лазерные прицелы. В этой области лазер повторил судьбу зеркал Архимеда, которые, по одной из версий, использовались не для поджога кораблей, а в качестве указателя цели для метательных машин, стрелявших горящими снарядами.

Лазерно-плазменные ускорители
Физик Андрей Савельев-Трофимов о Энрико Ферми, кильватерной волне и синхротронных источниках
Лазер нашел применение в мирных отраслях. Весьма впечатляющие результаты были достигнуты в медицине, где лазер стал очень тонким и точным скальпелем, разрез которым позволяет избежать кровотечения. Активно используются лазеры при лечении офтальмологических заболеваний. Например, аргоновый лазер — инструмент для операций на сетчатке глаза. Его луч беспрепятственно проходит через стекловидное тело и оказывает воздействие на сетчатку.
Лазерная аппаратура востребована и современной косметологией. Оборудование позволяет делать шлифовку (пилинг) кожи, лазерную эпиляцию, устранять пигментацию, лечить угревую сыпь, проводить омолаживающие процедуры.
Режущие свойства лазера вполне успешно применяются для очень тонкой обработки различных материалов и их сварки. Особенно эффективны лазерные технологии при сварке разнородных материалов, обычной сварке не поддающихся, например металла и керамики.
Оказалось, что лазер может не только тонко резать. Его свойства нашли широкое применение в деле считывания информации — так, во второй половине 1970-х годов появились лазерные проигрыватели и дисководы, которые очень быстро вытеснили виниловые пластинки и магнитные дискеты. Правда, сейчас лазерные устройства точно так же вытесняются MP3-плеерами и флеш- памятью.
Лазеры повсеместно используются в сфере торговли — в устройствах для считывания штрихкодов, размещенных на упаковке товаров. Лазер применяется для нанесения краски на барабан лазерного принтера, позволяющего печатать в домашних условиях документы почти полиграфического качества.
Изобретение, использующееся в огромном количестве научных, промышленных и бытовых устройств, не могло не отразиться в произведениях массовой культуры. Так, лазерные мечи стали любимым оружием фантастов. Самый знаменитый лазерный меч — это световой меч джедая из киносериала «Звездные войны». В этой саге оружие изготовляет лично джедай с учетом своих анатомических особенностей, с использованием различных кристаллов и при помощи Силы — энергетического поля, с которым может взаимодействовать человек, от рождения наделенный особыми качествами.
Коммерческий эффект
Одним из подтверждений важности лазерных технологий для современного технологического развития стал рост лазерного рынка даже во время ми- рового финансового кризиса, начавшегося в 2008 году. По данным между- народного издания Laser Focus World, в 2009 году объем рынка снизился до $5,07 с $6,57 млрд в 2008-м. Однако уже в 2011 году рынок лазерных устройств и технологий вырос на 14% по сравнению с 2010 годом и достиг $7,46 млрд. Правда, в 2012 году рост замедлился до 1,2% в год, что привело к итоговой величине $7,57 млрд. При этом эксперты предполагают, что в бли- жайшем будущем скорость роста лазерного рынка будет постепенно увели- чиваться. По информации Laser Focus World, лазерные технологии применя ются прежде всего в телекоммуникациях — 31% всего рынка, 26% составляет лазерная обработка материалов, 11% — используемая в производстве полупроводников фотолитография, 11% — при создании устройства хранения данных, 7% — в лечебной и эстетической медицине, 5% — в науке и военных технологиях.
Что дальше?
Судя по всему, в ближайшие годы наиболее интересные открытия будут сделаны в биологии и медицине, поскольку в развитых странах, обладающих средствами на финансирование научных разработок, наблюдается высокий спрос на обеспечение долгой и здоровой жизни стареющего населения. И лазеры могут внести свой вклад в эти исследования. Дальнейшее развитие лазерной медицинской техники, связанной с тонкими бескровными операциями, впол- не очевидно. Но совсем неожиданных результатов стоит ожидать от лазерной химии — с помощью точечных воздействий можно будет запускать химические реакции для создания принципиально новых препаратов. Врачи смогут инициировать некоторые виды реакций непосредственно в организме для точной до- ставки лекарства в требуемое место. Скорее всего, развитие лазерных технологий приведет к созданию новых принципов связи и передачи информации, что будет очень важно в условиях стремительного роста информационного обмена. Одной из перспективных технологий, в которых лазер играет принципиальную роль, стала голография. По прогнозам специалистов, в ближайшем будущем должны появиться голографические интерфейсы компьютерных си- стем, стремительная миниатюризация которых позволит размещать их в часах, очках и других вещах — такие интерфейсы будут возникать непосредственно перед пользователем в воздухе, словно мираж. Физики сейчас осторожно предполагают, что именно лазеры все-таки позволят осуществить одну из главных надежд XX века — управляемый термоядерный синтез (см. очерк «Ядерные технологии»): такие реакторы должны обеспечить человечество дешевой энергией, производство которой не будет наносить вред окружающей среде.
Всего через несколько лет вполне могут появиться боевые лазеры. Если удастся создать оружие, по мощности сравнимое с ядерным, но абсолютно точное и не требующее его доставки к цели, мировая политика принципиально изменится. Из космоса можно будет уничтожать лидеров стран-изгоев, террористов, точечно разрушать отдельные объекты инфраструктуры, причем делать это даже в густонаселенных местах. В условиях роста терроризма такое оружие может стать весьма эффективным. Но как изменятся в данной ситуации нормы международного права, можно лишь предполагать.


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 388 голосов


Главная » Это интересно » Наука и техника » Глава из книги «Технологии, которые изменили мир» Александра Латкина об истории открытия и использования лазерных технологий
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com, info@triz-guide.com
 
 

 

Хочешь найти работу? Jooble