История лазера. Научное издание
Шрифт:
РџРѕ предложению Тизарда РјРЅРѕРіРёРµ РёР· приглашенных специалистов были ядерными физиками, потому что, как сказали британские визитеры РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ своего опыта, РѕРЅРё более легко адаптируются РІ новые исследования, чем радиоинженеры. Ли Ду Бридж (19041996) РёР· Рочестерского университета был назначен главой РЅРѕРІРѕР№ лаборатории. Среди РґСЂСѓРіРёС… РІ ней были Р. Раби, Кен Бэйнбридж (19041996), Норман Рамси, РРґ Парсел, РСЂРЅРё Полард Рё Луис Альварец, РјРЅРѕРіРёРµ РёР· которых еще сыграют роль РІ нашей истории.
Радар в других странах
Р’Рѕ
Однако оказалось, что предложение оборудовать истребители радаром встречает сопротивление Геринга, который утверждал, что немецкие пилоты настолько умелые, что им не нужны кинематографические инструменты.
Первый работающий радар был построен в 1935 г. и был продемонстрирован Гитлеру, Герингу и сопровождающим их лицам. Соперничество между немецкими министерствами, недостаточное привлечение университетов и стремление к секретности были причиной неполного использования радара в Германии.
Р’ Рталии РІ 1924 Рі, профессор Рќ. Каррара (19001993) был назначен заведующим кафедрой физики РІ Военно-РјРѕСЂСЃРєРѕР№ академии. Здесь проводились исследования РїРѕ генерации Рё приему сантиметровых волн. Вначале 1930-С… РіРі. разные авторы писали Рѕ возможности использовать микроволны, чтобы получать СЌС…Рѕ РѕС‚ неподвижных или движущихся объектов, Рё РІ 1933 Рі. Маркони выполнил успешный эксперимент, используя моторный экипаж, движущийся СЂСЏРґРѕРј СЃ микроволновым пучком. Новость была подхвачена РЎРњР, которые заговорили Рѕ лучах смерти, СЃ помощью которых Маркони выключал двигатели автомобилей Рё самолетов.
Р’ 1935 Рі. профессор Тиберио (19041980), офицер флота, представил РєРѕРјРёСЃСЃРёРё Министерства лекцию, РІ которой продемонстрировал возможность использовать микроволн для ночного обнаружения (так тогда писали), Рё РЅР° следующий РіРѕРґ Флот начал секретные исследования. Тиберио РїСЂРѕРІРѕРґРёР» эти исследования СЃ целью разработки радиодальномера. РЎ 1936 РїРѕ 1941 Рі. несколько прототипов было реализовано, Р° РІ 1942 Рі. были созданы 50 систем для Флота Рё для обнаружения самолетов. РћРґРЅРѕР№ РёР· этих систем было обнаружено соединение американских самолетов, которые РІ мае 1943 Рі. провели сильную бомбардировку Ливорно. РќР° стадии изготовления аппаратуры возникли значительные трудности, поскольку нельзя было получать нужные материалы РёР· РЎРЁРђ, Р° Германия требовала невыполнимых условий. Были попытки организовать нужное производство РІ Рталии, РЅРѕ РѕРЅРё оказались неудачными. Хорошо известным результатом было сражение Сѓ мыса Матапан, РІ котором итальянские корабли были лишены радаров.
В Японии, несмотря на интенсивные исследования в области магнетронов и микроволн, разработка радаров тормозилась
В Советском Союзе были активные исследования в области магнетронов, но, по-видимому, решающий шаг в сторону использования импульсов, а не непрерывного режима, не был сделан.
В течение войны лучшие английские и американские ученые были вовлечены в исследования по микроволнам и радарам, и в конце войны микроволновые системы легко перешли в исследовательские институты с целью продолжения фундаментальных исследований в этой области. Поэтому в конце войны эти исследования естественным образом оказались связанными с микроволнами.
Взаимодействие микроволн СЃ веществом может привести Рє переходам между энергетическими СѓСЂРѕРІРЅСЏРјРё молекул, лежащими близко РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°. Малая энергия соответствует энергии микроволновых фотонов. Также микроволны РјРѕРіСѓС‚ взаимодействовать СЃ магнитным моментом электрона (СЃРїРёРЅ) или атомных ядер. Р’ этих случаях магнитное поле волн воздействует РЅР° магнитный момент частицы (электрона или СЏРґСЂР°) Рё ориентируют его путем соответствующего изменения энергии. Рти явления взаимодействий между микроволнами Рё веществом составляют предмет радиоспектроскопии. Радиоспектроскопия естественным образом возникла РёР· разработок радаров Рё генераторов микроволн РІРѕ время Второй РјРёСЂРѕРІРѕР№ РІРѕР№РЅС‹. После РІРѕР№РЅС‹ эти генераторы стали использовать РІ спектроскопических исследованиях, которые позволяли выявить малые детали молекулярных структур Рё атомных ядер. Единственным измерением, выполненным РґРѕ РІРѕР№РЅС‹ СЃ помощью микроволн, было измерение частоты инвертированного перехода РІ молекуле аммиака, лежащей РІ сантиметровом диапазоне. Как РјС‹ уже говорили, это измерение было выполнено Клитоном Рё Вильямсом РІ 1934 Рі.
РР·-Р·Р° научного интереса эти работы быстро перешли РёР· промышленных лабораторий, РіРґРµ проводились исследования, РІ университеты, РіРґРµ добывалась информация, относящаяся Рє фундаментальным проблемам физики Рё С…РёРјРёРё. Для этих исследований частотная чистота или когерентность излучения была очень важным свойством. Было необходимым иметь источники, которые испускают одиночную частоту, или, если это невозможно, то, РїРѕ крайней мере, иметь частоты РІ очень ограниченном диапазоне, которые РЅРµ подвержены сильным флуктуациям.
Для лучшего понимания взаимодействий микроволн с веществом нам следует обратиться к дальнейшему развитию спектроскопии.
ГЛАВА 8
СПЕКТРОСКОПРРЇ: РђРљРў II
После основополагающей работы Бора в 1913 г. атомы и молекулы были в центре внимания физиков, как теоретиков, так и экспериментаторов. В то же время возросли знания об атомных ядрах благодаря изучению радиоактивности и ядерных реакций, осуществляемых бомбардировкой ядрами водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы) более тяжелых ядер.