Останутся ли лазеры уделом фантастики
Наверное, не найти человека, который бы не смотрел «Звёздные войны». Разве вам не хотелось бы подержать в руках легендарное оружие джедаев и при каждом взмахе слышать характерное «Жжжжжж»? Кстати, это можно сделать прямо сейчас: покупается «меч» из гибкого неона, а характерный звук можно и наложить из фильма…
Но если без шуток, то возможность изготовить лазерные (по классике — световые) мечи вызывает большие вопросы с точки зрения физики. А вот бластеры, которых тоже в фильме с избытком, звучат уже не так фантастично. Более того — в 2021 году китайцы анонсировали лазерное ружьё с дальностью поражения до 1 км. Неужели будущее наступило?
Не спешите. Давайте сначала посмотрим, как появился лазер, разберём его принцип действия и реальные примеры использования. А уже в завершение попробуем разобраться, когда же мы увидим бои джедаев со штурмовиками.
Как появился лазер
Научные исследования 20 века, пожалуй, слишком радикально изменили представления человечества и стёрли границы между фантастикой и реальностью. Представьте, вы проснулись в мире, в котором свет, оказывается, излучается некоторыми порциями, а совсем не непрерывно? Но ведь мы же смотрим на него — вот он, вроде же слепит глаза непрерывно. Спасибо старине Максу Планку, который в 1900 году ввёл понятие квантов, изучая распределение энергии излучения абсолютно чёрного тела. Хотя надо отметить, что Планк поначалу всячески пытался спасти классическую физику и не хотел относить это к любому электромагнитному излучению, которым свет и является.
На фотографии он явно знает больше, чем говорит
Но тут идею подхватил другой революционер — Альберт Эйнштейн. На тот момент он уже выпустил несколько феноменальных научных работ:
специальную теорию относительности (1905 год): представьте, оказывается, масса, линейные размеры и даже время зависит от… скорости. А она еще и конечна! Старина Исаак Ньютон был бы в шоке.
описание фотоэффекта (тот же 1905 год), в котором автор обосновал, почему свет не только излучается, но и поглощается порциями. Словно бы стоит посветить фонариком на стену, и она впитает свет — мистика какая-то. За эту работу в 1921 году Эйнштейн получил Нобелевскую премию (а совсем не за СТО).
исследование природы Броуновского движения (опять 1905 год): Эйнштейн объяснил механику хаотичного движения молекул и установил связь с температурой, динамической вязкостью и другими величинами. К слову, до этого ученые в рамках молекулярно-кинетической теории (МКТ) не понимали природу этого явления.
общая теория относительности (1915–1916 года), в котором пояснил, что гравитация — не свойство объекта, а следствие искривления им пространства. Как если вы держите в руках лист бумаги и положили на него тяжелый шарик: поверхность листа изогнется. Если теперь положить на тот же лист другой шарик, то он будет стремиться скатиться к центру искривления. И снова привет Ньютону с его яблоком
