Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Мая 2013 в 14:46, реферат
Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С давних пор с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями. Позднее, когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисманах «на счастье» и «своих камнях», соответствующих месяцу рождения. Все драгоценные природные камни, кроме опала, являются кристаллическими, и многие из них, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов. Украшения из кристаллов сейчас столь же популярны, как и во время неолита.
– Высокоэффективные технологические лазерные комплексы с "диодной накачкой". Они уже внедрены в автомобильную промышленность, самолетостроение, вагоно– и судостроение. Например, на заводах фир-мы "Фольксваген" задействовано около 600 сварочных лазерных установок. Лазерная сварка имеет ряд существенных преимуществ: более высокую точность, ровность и чистоту сварного шва, отсутствие большой зоны прогрева и, следовательно, деформации. Она эффективна и для изготовления композитных заготовок в машиностроении, например, листового проката, состоящего из разнотолщинных листов или материалов с разными механическими характеристиками, в сварке деталей подшипников и шестерен. Лазеры находят также широкое применение при раскрое листового материала, в том числе и текстиля, сверлении тонких отверстий (например, в инжекторах двигателей), очистки поверхностей, быстрой и вы-сококачественной резке стекла и т. д.
– Запись и хранение информации большого объема. Сейчас, по–видимому, нет таких людей, которые не знали бы, что такое компакт–диск –“CD”. Огромное множество этих изделий реализуется в торговой сети, начиная от обычных музыкальных дисков до носителей видео, графической и текстовой информации ко-лоссального объема. Я хотел бы здесь только подчеркнуть, что эта техника развивается и совершенству-ется буквально у нас на глазах. Это связано с огромными потенциальными возможностями технологии, пока еще полностью не освоенными. Переход к более коротковолновым лазерам (синий участок спектра) на диодах из нитрида галлия приведет к реализации еще большей плотности записи, а осуществление многослойной записи на нескольких различных длинах волн еще более повысит плотность записи инфор-мации и скорость ее считывания.
– Активные системы точного позиционирования, локации, высокоточного оружия. Лазеры позволяют соз-давать активные дальномеры, определители скорости движения объектов, локаторы. Все они, как и системы активного наведения реактивных снарядов, безусловно, находят свое место в военной технике.
– Лазеры для медицины. Широкое внедрение эндоскопической техники делает возможным использование лазеров для полостных операций различного плана. Во многих случаях применение этой техники дает хо-рошие результаты. Другая область использования лазеров — офтальмология, где лазеры стали стандарт-ным инструментом для оперативного лечения глазных болезней.
– Стимулирование термоядерных реакций. Применение лазеров для решения проблем термоядерного син-теза остается пока на научно–исследовательской стадии. Основная научная проблема заключается в поис-ках путей преодоления газодинамических неустойчивостей, которыми сопровождаются сжатие и нагрев небольших количеств изотопов водорода – смеси дейтерия и трития. Первопричиной технических труд-ностей в решении этой задачи является низкий КПД лазерных установок. Представляется, что с перехо-дом на "диодную накачку" трудность может быть устранена, однако стоимость проекта (при современном уровне технологии) может оказаться большой, поскольку "термоядерный" лазер, в отличие от технологи-ческого, должен развивать огромную импульсную мощность. Есть надежда, что быстрое развитие лазер-ной техники и параллельной поиск более эффективных методов "зажигания" термоядерного "топлива" приведут в будущем к решению этой задачи.
Наиболее важные направления квантовой электроники — создание лазеров и мазеров. На основе приборов квантовой электроники строятся устройства для точного измерения расстояний (дальномеры), квантовые стандарты частоты, квантовые гироскопы, системы оптической многоканальной связи, дальней космической связи, радиоастрономии. Энергетическое воздействие лазерного концентрированного излучения на вещество используется в промышленной технологии. Лазеры находят различное применение в биологии и медицине.
Электроника находится в стадии интенсивного развития; для неё характерно появление новых областей и создание новых направлений в уже существующих областях.
Одна из основных проблем, стоящих перед электроникой, связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии. Эта проблема решается путём создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10-11сек; увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона транзисторов размером 1—2 мкм; использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей (см. Оптоэлектроника), сверхпроводников; разработки запоминающих устройств ёмкостью несколько мегабит на одном кристалле; применения лазерной и электроннолучевой коммутации; расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к микроЭВМ на одном кристалле); перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трёхмерной (объёмной) и использования сочетания различных свойств твёрдого тела в одном устройстве; разработки и реализации принципов и средств стереоскопического телевидения, обладающего большей информативностью по сравнению с обычным; создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи; разработки мощных, с высоким кпд, приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса). Одна из тенденций развития электроники — проникновение её методов и средств в биологию (для изучения клеток и структуры живого организма и воздействия на него) и медицину (для диагностики, терапии, хирургии). По мере развития электроники и совершенствования технологии производства электронных приборов расширяются области использования достижения электроники во всех сферах жизни и деятельности людей, возрастает роль электроники в ускорении научно-технического прогресса.
Заключение
Квантовая механика - волновая механика, теория устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (например, кристаллов) а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми в макроскопических опытах.
Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволили выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, понять строение ядер атомных, изучать свойства элементарных частиц.
Поскольку свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства макроскопических явлений.
Квантовая механика позволила, например, объяснить температурную зависимость и вычислить величину теплоёмкости газов и твёрдых тел, определить строение и понять многие свойства твёрдых тел (металлов, диэлектриков, полупроводников).
Только на основе квантовой механики удалось последовательно объяснить такие явления, как ферромагнетизм, сверхтекучесть, сверхпроводимость, понять природу таких астрофизических объектов, как белые карлики, нейтронные звёзды, выяснить механизм протекания термоядерных реакций в Солнце и звёздах. Существуют также явления (например, Джозефсона эффект), в которых законы квантовой механики непосредственно проявляются в поведении макроскопических объектов.
Ряд крупнейших технических достижений 20 в. основан по существу на специфических законах квантовой механики. Так, квантово-механические законы лежат в основе работы ядерных реакторов, обусловливают возможность осуществления в земных условиях термоядерных реакций, проявляются в ряде явлений в металлах и полупроводниках, используемых в новейшей технике, и т.д. Фундамент такой бурно развивающейся области физики, как квантовая электроника, составляет квантово-механическая теория излучения. Законы квантовой механики используются при целенаправленном поиске и создании новых материалов (особенно магнитных, полупроводниковых и сверхпроводящих). Таким образом, квантовая механика становится в значительной мере "инженерной" наукой, знание которой необходимо не только физикам-исследователям, но и инженерам.
Сегодня физики твердо верят в то, что наш мир един и познаваем. Все разнообразие природных явлений просто обязано описываться в рамках некоего единого универсального подхода. Другое дело, что человек пока еще не до конца сумел понять глубинную сущность законов природы и пределы познаваемости мира.
Однако большинство физиков убеждены в том, что, если идти по пути, указанном квантовой механикой и квантовой теорией поля, будет открыт тот самый свод законов и правил, который и правит нашим удивительно красивым миром.
Список литературы
1. Банн Ч.Кристалл. Их роль в природе и науке.-М.,1970г
2. Уэрт Ч., Томсон Р.Физика твёрдого тела.-М.,1989г.
3. Виталий ГИНЗБУРГ, Евгений АНДРЮШИН
Сверхпроводимость, Альфа-М, 2006 г.
4. Академик А.А.Абрикосов, Журнал "Квант" (№6, 1988 год), Редактирование, оцифровка: KRЫSA."
5. Гинзбург В.Л. О науке, о себе и о других. М.: Физматлит, 2003 (гл. 6 и 7 в этой книге посвящены сверхпроводимости и сверхтекучести).
6. Гинзбург В.Л. О сверхпроводимости и сверхтекучести. Автобиография. М.: Физматлит, 2006.
7. Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников. М.: МЦНМО, 2000.
8. Ярив А., Квантовая электроника, пер. с англ., 2 изд., М., 1980.