Известные люди

»

Николай Басов

Русский физик Николай Геннадиевич Басов родился в деревне (сейчас городе) Усмань, вблизи Воронежа, в семье Геннадия Федоровича Басова и Зинаиды Андреевны Молчановой. Его папа, профессор Воронежского лесного института, специализировался на влиянии лесопосадок на подземные воды и поверхностный дренаж. Окончив школу в 1941 г., юный Б. пошел служить в Советскую Армию. Во время второй важный войны он прошел подготовку на ассистента врача в Куйбышевской военно-медицинской академии и был прикомандирован к Украинскому фронту.

После демобилизации в декабре 1945 г. Б. изучал теоретическую и экспериментальную физику в Московском инженерно-физическом институте. В 1948 г., за два года до окончания института, он стал вкалывать лаборантом в Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР в Москве. Получив диплом, он продолжал обучение под руководством М.А. Леонтовича и Александра Прохорова, защитив кандидатскую диссертацию (аналогичную магистерской диссертации) в 1953 г. Три года через он стал доктором физико-математических наук, защитив диссертацию, посвященную теоретическим и экспериментальным исследованиям молекулярного генератора, в котором в качестве активной среды использовался аммиак.

Основной принцип, лежащий в основе молекулярного генератора (нынче известного как мазер, по начальным буквам английского выражения, означающего микроволновое усиление с помощью стимулированного излучения), был в первый раз разъяснен Альбертом Эйнштейном в 1917 г. Исследуя взаимодействие между электромагнитным излучением и группой молекул в замкнутом пространстве, Эйнштейн вывел уравнение с тремя членами, содержащее нечто неожиданное. Эти члены описывали поглощение и испускание излучения молекулами. Специалисты по квантовой механике показали, что электромагнитное излучение состоит из дискретных единиц энергии, называемых фотонами, и что энергия каждого фотона пропорциональна частоте излучения. Точно так же энергия атомов и молекул, связанная с конфигурацией и движением их электронов, ограничена некоторыми дискретными значениями, или энергетическими уровнями. Множество энергетических уровней индивидуально для конкретного атома или молекулы. Фотоны, чья энергия равна разности двух энергетических уровней, могут поглощаться, и тогда атом или молекула переходят с больше низкого на больше рослый энергетический порядок. Некоторое время через они спонтанно сызнова возвращаются на больше невысокий порядок (не во что бы то ни стало на тот, с которого стартовали) и выделяют энергию, равную разности между прежним и новым уровнями, в виде фотона излучения.

Первые два члена в уравнении Эйнштейна связаны с уже известными процессами поглощения и спонтанного излучения. Третий член, открытый Эйнштейном, был связан с неизвестным тогда типом излучения. Это был переход с больше высокого на больше невысокий энергетический порядок, вызванный нетрудно наличием излучения подходящей частоты, чьи фотоны обладали энергией, равной разности между этими двумя уровнями. Поскольку данное излучение происходит не спонтанно, а провоцируется специальными обстоятельствами, оно было названо стимулированным (индуцированным) излучением. Хотя это было интересное явление, его полезность была совсем не очевидной. Физический закон, сформулированный австрийским физиком Людвигом Больцманом, показывал, что в состоянии равновесия больше высокие энергетические уровни заняты меньшим числом электронов, чем больше низкие. Поэтому в индуцированном излучении принимает участие сравнительно немного атомов.

Б. придумал схема, как применять индуцированное излучение, чтобы усилить поступающее излучение и сформировать молекулярный генератор. Чтобы достичь этого, ему пришлось заполучить состояние вещества с инверсной заселенностью энергетических уровней, увеличив цифра возбужденных молекул сравнительно числа молекул, находящихся в основном состоянии. Этого удалось достигнуть с помощью выделения возбужденных молекул, используя для этой цели неоднородные электрические и магнитные поля. Если вслед за тем этого облучить вещество излучением нужной частоты, чьи фотоны обладают энергией, равной разности между возбужденным и основным состояниями молекул, то возникает индуцированное излучение той же частоты, усиливающее подающий знак. Затем ему удалось сотворить генератор, направляя количество излучаемой энергии на то, чтобы пробудить больше молекул и принять ещё большую активизацию излучения. Полученный аппарат был не только усилителем, но и генератором излучения с частотой, верно определяемой энергетическими уровнями молекулы.

На Всесоюзной конференции по радиоспектроскопии в мае 1952 г. Б. и Прохоров предложили конструкцию молекулярного генератора, основанного на инверсной заселенности, идею которого они, и все-таки, не публиковали до октября 1954 г. В следующем году Б. и Прохоров опубликовали заметку о трехуровневом методе. Согласно этой схеме, если атомы перевести из основного состояния на наиболее рослый из трех энергетических уровней, на промежуточном уровне окажется большее цифра молекул, чем на нижнем, и разрешено обрести индуцированное излучение с частотой, соответствующей разности энергий между двумя больше низкими уровнями.

Американский физик Чарлз Х. Таунс, работая независимо в том же направлении в Колумбийском университете, создал работающий мазер (он с коллегами и придумал тот самый термин) в 1953 г., как раз за десять месяцев до того, как Б. и Прохоров опубликовали свою первую работу по молекулярным генераторам. Таунс использовал резонансную полость, заполненную возбужденными молекулами аммиака и добился невероятного усиления микроволн с частотой в 24000 мегагерц. В 1960 г. америкосский физик Теодор Меймен, работая в компании Хьюз эйркрафт, построил агрегат, основанный на трехуровневом принципе, для усиления и генерирования красного света. Резонансная полость Меймена представляла собой долгий кристалл синтетического рубина с зеркальными концами; возбуждающее излучение получалось при вспышках окружающей рубин спиральной трубки, заполненной ксеноном (аналогичной неоновой трубке). Прибор Меймена стал известен как лазер наименование, образованное от начальных букв английского выражения, означающего световое усиление с помощью индуцированного излучения.

За фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию генераторов и усилителей, основанных на лазерно-мазерном принципе, Б. поделил в 1964 г. Нобелевскую премию по физике с Прохоровым и Таунсом. Два советских физика уже получили к тому времени за свою работу Ленинскую премию в 1959 г.

Б. написал единственный и в соавторстве немного сотен статей по мазерам и лазерам. Его работы по лазерам восходят к 1957 г., когда он с коллегами начал их разработку и конструирование. Они последовательно разработали море типов лазеров, основанных на кристаллах, полупроводниках, газах, различных комбинациях химических элементов, а кроме того лазеров многоканальных и мощных короткоимпульсных. Б., помимо того, первым продемонстрировал действо лазера в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра. В дополнение к своим фундаментальным исследованиям по инверсной заселенности в полупроводниках и по переходным процессам в различных молекулярных системах он уделял существенное участливость практическим приложениям лазера, в особенности возможности его использования в термоядерном синтезе.

С 1958 по 1972 г. Б. был заместителем директора в институте им. П.Н. Лебедева, а с 1973 по 1989 г. его директором. В этом же институте он возглавляет лабораторию радиофизики с момента ее создания в 1963 г. С этого года он ещё профессор Московского инженерно-физического института.

В 1950 г. Б. женился на Ксении Тихоновне Назаровой, физике из МИФИ. У них два сына.

Кроме Нобелевской премии, Б. получил звание дважды Героя Социалистического Труда (1969, 1982), награжден золотой медалью Чехословацкой академии наук (1975). Он был избран членом-корреспондентом АН СССР (1962), действительным членом (1966) и членом Президиума АН (1967). Он состоит членом многих других академий наук, охватывая академии Польши, Чехословакии, Болгарии и Франции; он ещё является членом Германской академии естествоиспытателей Леопольдина, Шведской королевской академии инженерных наук и Американского оптического общества. Басов является вице-председателем исполнительного совета Всемирной федерации научных работников и президентом Всесоюзного общества Знание. Он является членом Советского комитета защиты мира и Всемирного Совета Мира, а кроме того главным редактором научно-популярных журналов Природа и Квант. Был избран в Верховный Совет в 1974 г., был членом его Президиума в 1982 г.

Так же читайте биографии известных людей:

Николай Семёнов Nikolay Semenov

Советский физик и физико-химик, академик АН СССР.
читать далее →

Николай Умов Nikolay Umov

Николай Умов - выдающийся русский физик. Родился 4 февраля 1846 года.
читать далее →

Николай Бекетов Nikolay Becketov

Он впервые применил хлор для отбеливания бумаги и тканей, открыл гипохлориты щелочных металлов и хлорат кали ("бертоллетову соль") (1788).
читать далее →

Николай Белов Nikolay Belov

Кристаллограф и геохимик, академик АН СССР (1953), Герой Социалистического Труда (1969).
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий