От фантастики до вашей мастерской: невероятная история лазера

Как учёные заставили свет работать пилой, сварочным аппаратом и скальпелем.

Здравствуйте, уважаемые мастера и любители технологий! Команда «Кувалда.ру» на связи. Сегодня мы затронем тему, которая кажется нам привычной, но её история похожа на научный триллер. Речь пойдёт о лазере. Этот прибор, без которого сегодня не обходится ни хирург, ни строитель, ни монтажник, родился из чистой теории и упорства учёных.

Ещё 70 лет назад слово «лазер» звучало бы как магия. Сегодня же лазерным уровнем или дальномером из нашего каталога никого не удивишь. Но как человечество пришло к тому, чтобы приручить свет и заставить его выполнять такую ювелирную и мощную работу? Давайте совершим путешествие во времени.

Теория на столетие вперёд: скромный гений Эйнштейн

Всё началось не в лаборатории, а на бумаге. В 1917 году великий Альберт Эйнштейн, развивая свою теорию относительности, предсказал удивительное явление — вынужденное излучение.

Если просто, он теоретически доказал: если атомы вещества «накачать» энергией, а потом пропустить через них фотон, он не поглотится, а, наоборот, вышибит из атома второй, абсолютно идентичный себе фотон. Получится два фотона-близнеца. Этот эффект и стал краеугольным камнем всей лазерной физики. Но практического применения ему не находили ещё более 30 лет.

Кто первый? Научная гонка длиною в десятилетие

В середине XX века сразу несколько умов бились над тем, как воплотить идею Эйнштейна в металле и стекле.

1954 год – «Мазер»: Первой ласточкой стал мазер — квантовый генератор, работающий не со светом, а с микроволнами. Его создали советские учёные Николай Басов и Александр Прохоров и, независимо от них, американец Чарльз Таунс. За это открытие все трое позже получили Нобелевскую премию. Мазер доказал: теория работает!

Лазер или мазер?

Здесь следует сразу же сделать оговорку — не следует путать «лазер» с «мазером». Разница между ними примерно такая же, как у мотоцикла с велосипедом — несмотря на то что и тот и другой являются транспортными средствами, имеют два колеса и руль, они все равно обладают отличными друг от друга характеристиками, так как предназначены для разных целей.

Мазер был открыт на шесть лет раньше и является «старшим братом» лазера. Оба относятся к квантовым усилителям излучения, различие между ними лишь в длине генерируемых волн. Названия тоже очень похожи, так как они представляют собой аббревиатуры приборов. MASER — это Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление микроволн с помощью вынужденного излучения»), а LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление света с помощью вынужденного излучения»). Мощность мазера довольно мала, поэтому им нельзя ничего разрезать, соединить или осветить.

Ключевой прорыв: Таунс и его шурин Артур Шавлов поняли, как «перенастроить» принцип мазера на видимый свет. Они предложили использовать оптический резонатор — два зеркала, между которыми свет будет бегать туда-сюда, лавинообразно наращивая свою мощь. Одно из зеркал было полупрозрачным — через него и выходил готовый лазерный луч.

Рождение первого в мире лазера

16 мая 1960 года – день рождения лазера. Американский физик Теодор Майман, наперегонки с гигантами вроде Bell Labs, представил миру первый работающий рубиновый лазер.

Вот как выглядел этот прадедушка современных приборов:

Активная среда: Синтетический рубиновый стержень (окись алюминия с примесью хрома).

Источник накачки: Вспышка мощной импульсной лампы, похожей на те, что используются в фотостудиях.

Результат: Короткие импульсы красного света с длиной волны 694 нанометра.

Коллеги отнеслись к изобретению Маймана скептически, а знаменитый журнал Physical Review Letters и вовсе отказался публиковать его статью. Но факт был налицо — лазер работал!

От лабораторного курьёза до главного инструмента человечества

Поначалу лазер называли «изобретением, которое ищет применение». Учёные и инженеры ломали голову: что делать с этим необычным лучом?

И очень скоро ответы нашлись:

1. Промышленность: Резка, сварка и гравировка металлов с невиданной точностью. Именно эти лазерные станки сегодня помогают создавать детали для всего на свете.
2. Медицина: Лазерная хирургия — бескровные операции и коррекция зрения.
3. Связь: Волоконно-оптические линии, через которые вы, скорее всего, читаете этот текст.
4. Быт: Лазерные указки, считыватели штрихкодов в супермаркетах и, конечно же, DVD и Blu-Ray проигрыватели.

Лазер здесь и сейчас

Теория Эйнштейна и упорство Маймана привели к тому, что сегодня мощный и точный лазер стал доступен каждому мастеру. В магазине «Кувалда.ру» вы найдёте не рубиновые стержни, а их практичных и умных потомков:

✅ Лазерные уровни и нивелиры: Для идеально ровной укладки плитки, монтажа гипсокартона или установки мебели.

Пример: Лазерный уровень ADA CUBE 360 PROFESSIONAL EDITION А00445

Лазерный уровень ADA CUBE 360 – это измерительный инструмент, функционал которого оценят и профессионалы, и частные пользователи. Благодаря специальному излучателю горизонтальный луч проецируется на 360°. Идеально подходит при проведении строительных или ремонтных работ для выравнивания при укладке керамической плитки или другого покрытия, наклейки обоев или бордюров и т.д.

✅ Лазерные дальномеры: Чтобы за секунды измерить расстояние с точностью до миллиметра.

Пример: Лазерный дальномер CONDTROL Vector 80 1-4-099

CONDTROL Vector 80 – современный лазерный дальномер, предназначенный для быстрого и точного измерения расстояния до 80 м. Большой набор вычислительных функций, пылевлагозащищенный корпус, модуль Bluetooth позволяют использовать CONDTROL Vector 80 в профессиональной среде. Главная особенность – встроенный 3D-акселерометр, с помощью которого можно вычислить расстояние между двумя произвольными точками в пространстве. CONDTROL Vector 80 – точный лазерный дальномер, который станет отличной альтернативой обычной рулетке и позволит проводить измерения дома или на стройплощадке без напарника.

✅ Лазерные очки: Надёжная защита глаз при работе со сварочными аппаратами и другим ярким оборудованием.

Пример: Очки лазерные ELITECH 2210.002000 для нивелиров 191992

Очки лазерные ELITECH 2210.002000 для нивелиров, оптимальны для работы с лазерными нивелирами с красным цветом (длина волны 600-700нм) лазера. Модель подходит как для профессионального использования, так и при подготовке к строительству в быту.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Басов окончил МИФИ и попал в Лабораторию колебаний ФИАН уже на третьем курсе. Он был убежден, что настоящим исследователем было возможно стать только работая в команде. «Всегда должен быть кто-то рядом, чтобы участвовать с тобой в научном процессе вместе», — говорил он. Вместе со своим научным руководителем Александром Прохоровым они занялись исследованием радиоволн.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Ученые делали открытия практически синхронно, публикуя свои наработки в профессиональных журналах. Первой была статья Вебера, вышедшая в июне 1953 года, а затем появилась более детальная и точная статья Басова и Прохорова — в октябре 1954-го.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Основным применением мазера сегодня является соблюдение частоты в системе точного времени. Современный эталон времени — секунда, измеряющая излучение атома цезия-133 при помощи атомных часов. Для поддержания частоты излучения используется водородный мазер. Второе его применение — микроволновый усилитель в радиотелескопах.

Вывод
История лазера — это блестящий пример того, как самая сложная научная идея, пройдя путь от формулы на бумаге до прибора в лаборатории, в итоге оказывается в руках у каждого из нас. Она меняет мир, делая нашу работу точнее, быстрее и безопаснее.

Переходите в каталог Кувалда.ру и выберите свой идеальный лазерный инструмент уже сегодня!

На этом всё! Надеемся, вам было так же интересно, как и нам. А какой инструмент с лазером используете вы? Делитесь в комментариях!😉

Ставьте лайк, если любите историю технологий и подписывайтесь на наш блог — впереди ещё много всего увлекательного!