科学故事激光构思

Posted 2022-01-02

篇首语：每个人至少拥有一个梦想，有一个理由去坚强。。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了科学故事激光构思相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

    灵感突发的激光构思
    激光是高科技的产物，是20世纪伟大的发明，然而有关激光的理论构想和实际发明，都契机于科学家突发而至的灵感。
    著名物理学家查尔斯?H，汤斯是激光理论的最初构想者。他因从事激光理论的基础研究获得了诺贝尔奖。他谈到有关激光的最初构想时说：
    “激光的想法是在1951年春天的某一个早晨，在美国首都华盛顿一个公园的椅子上诞生的。当时我正坐在一个名叫‘富兰克林广场’的小公园的椅子上，观赏着正在盛开的杜鹃花。突然，在我头脑中出现了一种得到从分子发出的非常单一形式电磁波的实际方法。因为当时，我正在探求用当时的电子管技术还不可能实现的产生高频电磁波的方法。如果能得到波长这样短的电磁波，就有可能使用它进行非常精确的测量分析。我甚至感到，那势必导致在物理、化学等各种领域产生许多新的见解……
    “当坐在‘富兰克林广场’小公园的椅子上时，我的考虑是基于以下这样一些知识：
    “原子和分子可以吸收放射能，而且是以光、电波和热的形式来进行吸收的。而放射能是以量子的形式，即非常小的能的颗粒的形式被吸收。这时，原子将从低能的位置被推到高能的位置，我们把这叫做‘激励’。而被‘激励’的原子放置后，将会返回到低能的位置，同时放出一个量子单位的放射能。这种放射，就是以光的形式出现的电磁波。
    “然而，我所注意的取得放射能的方法不同，即所谓‘电磁波的感应放出’方法。”这个理论是爱因斯坦1917年提出的。下面我简单说明一下：
    “一个原子，一旦受到光线等放射的刺激，就会产生和那种放射在振动数和方向上完全相等的新的放射，同时，失去能量降到低能的位置。这样的现象如果发生在自然界，例如增强从黑纸一方进入的光线，则会向其他方向传播开来，实际上，这就是激光的原理。
    “但是，为了产生这样的现象必须有个特殊的条件，即被激励具有高能量原子的数目必须多于处于低能量原子的数目。
    “在公园里那天早晨，我注意到这样一点，即如果人能利用电子管产生比一般电磁波的波长更短的电磁波，就能制造出一种装置，利用它来产生激光束。同时我也认识到，如果使这种感应放出的放射能在一个尺寸严格确定的箱子中产生的话，则得到的光通过放大，就可以得到一种稳定而且非常强大的东西。”
    而另一最初提出激光应用专利的科学家高尔登?古德也是灵感突至。
    高尔登于1920年7月 17日生于纽约市，他大学时学的是物理，就是在那时，他对光产生了浓厚的兴趣。1941年他在耶鲁大学攻读博士，第二次世界大战使他中断学业，为曼哈顿工程（即原子弹工程）工作了二年。1951年古德在哥伦比亚大学继续攻读博士，同时在纽约市政学院授课。
    1957年11月 9日是个星期六，半夜时分古德还没入睡，他当时37岁。大约清晨1点钟左右，他突然来了灵感：电灯发出的亮光如果不仅仅是乳白色的，而是……他为这个想法彻夜未眠，将自己的灵感在日记本上做了详尽描述，勾勒出各个组成部分，并计划出其将来的用途。星期三早晨，古德来到了住所附近的一家糖果店，请这家糖果店的店主，一位公证人，在他的笔记本上连署并记下日期。笔记本上记述了怎样集光成束并用其切割、加热物质、测量距离的方法，激光就这样诞生了。古德知道，这就是他一生为之奋斗的发明。
    然而他却没有预料到，为他的这一发明得到专利几乎耗费了他的半生??30年。有很多次，政府对古德要求的专利权的反对极为激烈，几乎令他和同事、朋友们开始害怕政府所属各产业部门要联合起来阻止他获得专利了。
    直到1989年他才赢得了最后胜利，获得了最后一项有关激光的专利。这使得古德控制了百分之九十在美国使用的销售激光专利，包括焊接汽车部件、杀死皮肤癌细胞、制导武器、在结帐合登记价格等在内的激光专利权。受古德专利权直接影响的激光工业的年销售额达5亿美元。具有讽刺意味的是，如果早在30年前授予这些专利，那么这些专利权还在激光工业仍微不足道时即已失效，古德的收入仅为目前收入的几分之一。随之而来的是，世界上100多家包括福特、东芝、通用电器等大公司在内的激光制造商或使用商竞相与古德签署许可证合同，他由此成为一个千万富翁。

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