Многие труды польского учёного затерялись, те из них, которые сохранились, представляют большой научный интерес, а его решение квадратуры круга до сих пор считается одним из наиболее удачных в мире.
ГАННА КОРАБ
Лазер
Около 40 лет тому назад Алексей Толстой написал научно-фантастический роман «Гиперболоид инженера Гарина». Герой романа изобретает такой прибор, который может сосредоточивать световые лучи в чрезвычайно узкий пучок света, способный в одно мгновение расплавить сталь.
Что в замысле писателя было фантастического? В то время создание плотного потока световых лучей казалось нереальным. Правда, ещё раньше были известны системы линз и вогнутых сферических зеркал, собирающие солнечные лучи в одну точку, называемую фокусом. Благодаря этому в фокусе возникала высокая температура. До сих пор сохранилась легенда о том, как во время осады римлянами Сиракуз в 215 г. до н. э. величайший мыслитель древности Архимед из металлических зеркал сконструировал прибор, с помощью которого направил солнечные лучи на римские корабли и поджёг их. (Необходимо подчеркнуть, что высокая температура, возникавшая в фокусе, появляется в результате действия не только видимых, но также и не видимых глазом инфракрасных лучей, дающих ощущение тепла).
Следовательно, использование световых лучей для получения высокой температуры вовсе не было новостью. Совершенно неправдоподобным, фантастическим казалось сосредоточение лучей в узкий «жжущий пучок», способствующий образованию высокой температуры в любом месте.
И вот — 10 лет назад весь мир облетело сенсационное сообщение о том, что удалось сконструировать прибор для получения чрезвычайно интенсивных и узких пучков света, позволяющих прожигать отверстия в стальных пластинках и твёрдых драгоценных камнях. Интенсивность светового пучка объясняется его двумя свойствами. Первое из них — высокая направленность светового потока. Что это значит?
Представьте себе, ребята, такой эксперимент: вечером освещают отдалённую на несколько шагов светлую стену здания двумя фонариками с одинаковыми лампочками и батарейками, но не одновременно, а по очереди: сначала одним, а потом вторым фонариком. Фонарики отличаются между собой лишь размером рефлектора — вогнутого зеркала для отражения лучей. От фонариков на стене видны световые пятна, причём пятно от фонарика с меньшим рефлектором — больших размеров, но зато менее яркое. Это объясняется тем, что свет фонарика расходится в виде конуса, с основанием в виде пятна на стене. Телесный угол при вершине светового конуса не одинаков он зависит от рефлектора, чем больше телесный угол, тем менее яркое световое пятно. Меньший угол способствует более яркому, направленному световому потоку. Располагая большими рефлекторами, можно добиться очень малых углов. В огромных зенитных прожекторах конусность пучка света составляет всего лишь несколько градусов. Конусность светового пучка нового прибора, названного лазером, гораздо больше — порядка одной минуты. Вот почему мы говорим о высокой направленности, а значит и мощности лазерного луча.
Второе необыкновенное свойство лазерного излучения — его плотность или, другими словами, когерентность. И снова, чтобы лучше понять сущность данного свойства, давайте воспользуемся примером. На станции останавливается поезд, приехавшие пассажиры устремляются к выходу в город. Толпа пассажиров, хотя и передвигается в одном направлении, очень беспорядочна, хаотична!. Свет, испускаемый обычной электролампой, можно сравнить именно с такой толпой. Тогда свет, излучаемый лазером, следовало бы сравнить с отделом солдат, которые выйдя из вагона, сначала формируют сомкнутую колонну и только потом размеренным шагом направляются к выходу. Таким образом, чрезвычайная интенсивность лазерного луча достигается вследствие его высокой направленности и когерентности.
Не подлежит сомнению, что световые лучи лазера коренным образом отличаются от остальных видов светового излучения — солнечного или любого другого, созданного человеком искусственного источника света — от лучины до люминесцентной лампы.
И снова возникает вопрос: в чём заключается отличие лазерного излучения? Ответ на него содержит само название чудесного прибора. Лазер или лазер — это аббревиатура, сокращение, образованное из первых букв полного английского наименования: light amplification stimulated emission of radiation. В переводе на русский язык это значит «усиление света с помощью стимулированного излучения». И всё-таки, пожалуй, сам перевод этого термина ещё не выясняет сути интересующего нас вопроса.