激光是20世纪中叶以后发展起来的一门新兴科学技术。它是现代物理学的一项重大成果,是量子理论、无线电电子学、微波波谱学以及固体物理学的综合产物,也是科学与技术、理论与实践紧密结合产生的灿烂成果。
激光科学从它的孕育到初创到发展,凝聚了众多科学家的创造与智慧。让我们一起,感悟科学家的探索精神,沿着科学家的探索路径,学习科学家的探索方法,一起去欣赏、去品味美丽的激光世界吧……
《追求极速之外的美丽--探索激光世界》是“玩转科学系列”丛书的其中一册,由朱焯炜主编。
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《追求极速之外的美丽--探索激光世界》内容丰富,图片清晰精美,文字简洁明了,通俗易懂,融科学性、知识性和趣味性于一体,使读者不仅可以学到更多的知识,而且可以使他们更加热爱科学,从而激励他们在科学的道路上不断前进,不断探索!
“不可能错过你”——“捕捉”电磁波
麦克斯韦提出的新学说在当时很少有人承认,对电磁理论持怀疑态度的人振振有词地质问道:“谁见过电磁波?它是什么模样,拿出来瞧瞧”。是啊!谁见过电磁波呢?法拉第和麦克斯韦两位大师,在临死前也没有亲眼见到电磁波。在当时,电磁波犹如一个幽灵周游于物理世界,使人难以捉摸。但是,现在人类利用电磁波进行信息交流、信号传递,电磁波在生活中无所不在。
来自实践的理论,总会在实践中被证实。其中,一位年轻有为的电磁场理论的热烈追求者,就是德国物理学家赫兹,正是他以令人信服的实验,证实了电磁波的存在。
赫兹根据麦克斯韦理论精心地设计了一套简单的实验装置,如图所示,有两个相当光亮的铜球,两铜球之间有个很小的空气缝隙。两个球分别连接到一个感应线圈上,这个感应线圈是由初级线圈和次级线圈构成的变压器,由于次级线圈的匝数远比初级线圈的匝数多得多,因此这个变压器能把低电压变换成非常高的电压。初级线圈的两端接在莱顿电瓶上并由电键控制其通断。变压器的次级线圈的两端就接在两个铜球上。当两球间的感应电压足够高时,铜球之间的空气层被击穿,于是出现火花放电现象。结果,一个球上的电荷移到了另一个球上,因而在第二个球上的电荷有了剩余。此时,紧接着又向相反方向发出第二次放电,电荷重又转移到第一个球上……如此往返不已。如果麦克斯韦的理论正确,在两球之间作前后往返振荡的电荷会激励起电磁波,并向外传播。也就是说,在离上述装置有一段距离的地方应该能检测到它发出的、而人眼又看不到的电磁波。
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激光是20世纪中叶以后发展起来的一门新兴科学技术。它是现代物理学的一项重大成果,是量子理论、无线电电子学、微波波谱学以及固体物理学的综合产物,也是科学与技术、理论与实践紧密结合产生的灿烂成果。
激光科学从它的孕育到初创到发展,凝聚了众多科学家的创造与智慧。让我们一起,感悟科学家的探索精神,沿着科学家的探索路径,学习科学家的探索方法,一起去欣赏、去品味美丽的激光世界吧……