ไมโครเวฟ Maser ทำงานอย่างไร

ไมโครเวฟ Maser ทำงานอย่างไร
ไมโครเวฟ Maser ทำงานอย่างไร

วีดีโอ: ไมโครเวฟ Maser ทำงานอย่างไร

วีดีโอ: ไมโครเวฟ Maser ทำงานอย่างไร
วีดีโอ: หลักการทำงานเตาไมโครเวฟ (ปฏิบัติ 8) ตัวผลิตความถี่ไมโครเวฟ 2024, ธันวาคม
Anonim

ผู้คนรู้จักคำว่า "เลเซอร์" และหลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ คำว่า "maser" ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดนั้นไม่ค่อยมีใครรู้จัก เป็นตัวย่อของตัวอักษรตัวแรกของคำนิยามภาษาอังกฤษ "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation" ซึ่งหมายถึง "การขยายคลื่นไมโครเวฟโดยใช้รังสีที่ถูกกระตุ้น" นั่นคือไม่เหมือนกับแสงเลเซอร์ที่เปล่งแสง maser ของการออกแบบที่คล้ายกันจะปล่อยลำแสงไมโครเวฟ

ไมโครเวฟ maser ทำงานอย่างไร
ไมโครเวฟ maser ทำงานอย่างไร

เป็นครั้งแรกที่อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวโซเวียตและชาวอเมริกันในปี 2497 ต่อจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ A. Prokhorov, N. Basov และ C. Townes ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับเรื่องนี้

เป็นเวลานานที่ maser ไม่พบการใช้งานจริง เนื่องจากการทำงานต้องการสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย: สุญญากาศและอุณหภูมิต่ำมาก (ใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์) ยิ่งกว่านั้น แม้ภายใต้สภาวะเหล่านี้ พลังของ maser ก็ยังต่ำกว่าพลังของเลเซอร์มาก อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ นักฟิสิกส์จาก British National Physics Laboratory ได้พัฒนาแบบจำลองสำหรับ maser ที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิและความดันห้อง

งานของพวกเขามีพื้นฐานมาจากการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์จากประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเมื่อปลายศตวรรษที่ 20 ได้ทำการทดลองโดยการฉายรังสีเพนทาซีนสารประกอบอินทรีย์ด้วยเลเซอร์ พวกเขาพบว่าเมื่อสัมผัสกับลำแสงเลเซอร์ โมเลกุลของสารสามารถทำงานเหมือนมาเซอร์ เนื่องจากนักวิจัยชาวญี่ปุ่นสนใจประเด็นอื่น (การกระเจิงนิวตรอน) พวกเขาจึงไม่ให้ความสำคัญกับปรากฏการณ์ที่ค้นพบ ชาวอังกฤษ เมื่อพบคำอธิบายของการทดลองเหล่านี้ จึงตัดสินใจเพิ่มเพนทาซีนลงในสารอินทรีย์อื่นเพื่อให้ได้ผลึกที่คล้ายกับที่ใช้ในเลเซอร์ หลังจากเกิดความล้มเหลวหลายครั้ง คริสตัลที่มีรูปร่างและสีที่ต้องการก็ถูกเลือก นักวิจัยได้ใส่เข้าไปในวงแหวนแซฟไฟร์ใส หลังจากนั้น วางโครงสร้างที่เป็นผลลัพธ์ในเรโซเนเตอร์ พวกเขาฉายรังสีด้วยเลเซอร์ ผลลัพธ์ที่ได้เกินความคาดหมายที่สุด

ลำแสงเลเซอร์ทำให้โมเลกุลเพนทาซีนเข้าสู่สภาวะตื่นเต้น (ไม่เสถียร) ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะย้อนกลับของโมเลกุลให้อยู่ในสถานะคงตัว ลำแสงไมโครเวฟได้ก่อตัวขึ้น ซึ่งมีความเข้มเหนือกว่ารังสีที่สร้างขึ้นโดยแบบจำลอง maser รุ่นก่อนๆ นักฟิสิกส์ มาร์ก อ็อกซ์บอร์โรว์ ซึ่งเป็นผู้นำการทดลองเหล่านี้ กล่าวว่า สัญญาณที่ได้รับนั้นทรงพลังกว่าเครื่องฉายรังสีที่มีอยู่เป็นร้อยล้านเท่า อุปกรณ์ที่อังกฤษได้รับนั้นมีแนวโน้มอย่างมากแม้ว่าจะต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการปรับแต่ง ตอนนี้ Oxborrow maser สร้างพัลส์ระยะสั้นมากเท่านั้น โดยมีคลื่นหลากหลาย หากเป็นไปได้ที่จะทำให้มันทำงานอย่างต่อเนื่อง ยิ่งไปกว่านั้น ในช่วงความยาวคลื่นที่แคบลง maser จะพบการใช้งานที่กว้างขวางมากในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ

แนะนำ: