湯斯， 1915年生于美國(guó)北卡羅來納州格林威爾。 16歲就進(jìn)大學(xué)攻讀物理學(xué)和語言學(xué)，24 歲那年獲得物理學(xué)博士學(xué)位。湯斯幾乎對(duì)每樣事件都感興趣，他是一個(gè)達(dá)·芬奇式的人物——一位多才多藝的科學(xué)家。他除了以物理學(xué)家和教授聞名外，也是一位潛泳運(yùn)動(dòng)員、旅行家、蘭花栽培家和語言學(xué)碩士，他還是教學(xué)唱詩班的歌手，曾當(dāng)過哥倫比亞大學(xué)附近一所教堂的執(zhí)事。湯斯一踏上社會(huì)，就碰上第二次世界大戰(zhàn)。那時(shí)，整個(gè)國(guó)家都忙于為戰(zhàn)爭(zhēng)服務(wù)。年輕的湯斯一心想從事理論物理學(xué)的研究，卻找不到相應(yīng)的工作。最后他只得進(jìn)一家電氣公司，當(dāng)一名雷達(dá)工程師。雷達(dá)工程師的職責(zé)范圍是研究雷達(dá)整體結(jié)構(gòu)和工藝的設(shè)計(jì)，而不是搞純理論的研究。但是，湯斯的才能并沒有因此而被埋沒；戰(zhàn)爭(zhēng)需要雷達(dá)，而制造先進(jìn)的雷達(dá)需要扎實(shí)的微波電子學(xué)知識(shí)。于是湯斯開始悉心鉆研微波電子學(xué)。不久他就成了一位精通微波電子學(xué)的專家，發(fā)明了第一臺(tái)微波激光器。 N4wMAT:h  
       成功是從一次失敗的實(shí)驗(yàn)開始的。 0zqTX< A  
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       第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，飛機(jī)速度慢，發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音響。防空部隊(duì)靠耳朵聽飛機(jī)響聲來判斷有無敵機(jī)入侵。開始時(shí)，請(qǐng)聽覺特別靈敏的盲人監(jiān)聽。后來改用裝有大喇叭的聽音器來偵察敵機(jī)的來去。第二次世界大戰(zhàn)期間，飛機(jī)的飛行速度大大提高了，差不多可以達(dá)到聲音速度的一半。用聽聲音的方法來偵察敵機(jī)實(shí)在太慢，往往聽到飛機(jī)馬達(dá)轟鳴聲時(shí)，敵機(jī)就快到頭頂上空了。因此，各國(guó)都集中科學(xué)家加緊研究制造當(dāng)時(shí)剛誕生的電子防空設(shè)備——雷達(dá)。雷達(dá)的核心部分是微波振蕩器，它產(chǎn)生頻率極高的電磁波，通過雷達(dá)天線發(fā)射出去，射向目標(biāo)；目標(biāo)把射到它表面上的一部分電磁波反射回來，被雷達(dá)接收器接收后，在熒光屏上顯示出目標(biāo)的方位和距離。電磁波的傳播速度為每秒30萬公里，比當(dāng)時(shí)飛機(jī)每小時(shí)幾百公里的速度不知快多少倍，這就滿足了盡早發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的要求；另外靠聽音確定飛機(jī)的方位是很不準(zhǔn)確的，只能知道飛機(jī)在某方位幾十度的一個(gè)大概范圍。雷達(dá)卻能以誤差只有幾度的精確度測(cè)定飛機(jī)的具體位置。 !gG\jC~n  
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       交戰(zhàn)國(guó)家都想使自己的雷達(dá)性能超過對(duì)方的雷達(dá)，以便能更有效地對(duì)付入侵的飛機(jī)，所以千方百計(jì)研制新型雷達(dá)。改進(jìn)的途徑之一是把雷達(dá)的工作頻率不斷提高。因?yàn)楫?dāng)時(shí)巳出現(xiàn)了能干擾對(duì)方雷達(dá)的**設(shè)備。比如一群飛機(jī)飛來，其中一架飛機(jī)離開機(jī)群很遠(yuǎn)，上面裝著能向?qū)Ψ嚼走_(dá)站發(fā)射強(qiáng)電磁波的設(shè)備。這種強(qiáng)電磁波信號(hào)在對(duì)方雷達(dá)屏幕上把機(jī)群反射的弱電磁波信號(hào)掩蓋住了，使雷達(dá)變成“盲人”，機(jī)群就能悄悄地溜進(jìn)對(duì)方上空，這是一種現(xiàn)代電子障眼法。為了對(duì)付這種干擾，就要設(shè)法讓自己的雷達(dá)發(fā)出的電磁波頻率和對(duì)方干擾電磁波頻率不一樣，而雷達(dá)接收器對(duì)本身發(fā)出的電磁波有很高的靈敏度，這樣，對(duì)方的干擾就不起作用了。因此，需要研究具有新的頻率的電磁波。 K9Bi2/N  
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       那時(shí)，新設(shè)計(jì)的雷達(dá)，工作頻率都做得很高，達(dá)到 1 萬兆赫茲，波長(zhǎng) 3厘米。理論證明：波長(zhǎng)越短，發(fā)射出去的波束就越細(xì)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)確定它的位置的精度就能提高。再有，工作頻率越高，發(fā)射天線可以造得越小，戰(zhàn)地使用，把它安裝在車輛上，機(jī)動(dòng)性和靈活性提高不少。 D;OR?NdgvW  
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       為了進(jìn)一步提高雷達(dá)的工作頻率， 美國(guó)空軍要湯斯研究波長(zhǎng)為1.25厘米的雷達(dá)，開拓雷達(dá)技術(shù)的新領(lǐng)域，利用這種新雷達(dá)制造精確的轟炸瞄準(zhǔn)設(shè)備。湯斯預(yù)測(cè)波長(zhǎng)這么短的電磁波要被空氣中的水汽吸收掉，不能用于雷達(dá)。試驗(yàn)的結(jié)果證明他的預(yù)見是對(duì)的。 Zq>}SR  
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       但是，湯斯并沒有就此止步，而是轉(zhuǎn)過來研究水汽吸收電波的問題。在研究中，他發(fā)現(xiàn)氨具有吸收電磁波等一系列現(xiàn)象，從而創(chuàng)立了一門全新的物理學(xué)科——微波波譜學(xué)，這是一把揭開微觀世界秘密的鑰匙。不久哥倫比亞大學(xué)聘請(qǐng)他為物理學(xué)教授。 9Jp"E5Ql)  
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       當(dāng)了教授后，他并沒有停止自己的研究，而是把目標(biāo)集中到如何產(chǎn)生毫米波、亞毫米波的問題上。這是當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)上一大難題，還沒有人能解決，強(qiáng)烈的求知欲促使他向這一科學(xué)技術(shù)新領(lǐng)域進(jìn)軍。 Gq^#.o]  
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       那時(shí)，產(chǎn)生頻率高、波長(zhǎng)短的電磁波，譬如厘米波，都使用相應(yīng)的金屬作為振蕩器的諧振腔；產(chǎn)生波長(zhǎng)比厘米波更短的毫米波或亞毫米波，須用比火柴梗還要細(xì)的金屬盒。最難的是盒子的內(nèi)壁必須打磨得十分光潔，而這卻是當(dāng)時(shí)的工藝水平所辦不到的。 fa;GM7<e)  
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       湯斯遇到難題了。然而，難題的挑戰(zhàn)更激起他的興趣；科學(xué)研究從來沒有康莊大道，關(guān)鍵是要找到一把克服困難、解決難題的鑰匙。 nuX W/7M  
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       他首先從電磁波的波長(zhǎng)必然還要向更短的方向發(fā)展這個(gè)角度考慮：即使能將產(chǎn)生毫米波的金屬盒子奇跡般地加工出來，那么以后要產(chǎn)生微米波用的更細(xì)更小的盒子又怎么辦呢？因此必須從根本上找到一種產(chǎn)生高頻電磁波的新方法。 !FR1yO'd>  
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       一個(gè)另辟蹊徑的念頭在湯斯的頭腦里閃過：利用微小的原子結(jié)構(gòu)所固有的頻率來產(chǎn)生毫米波。這真是創(chuàng)造性的大膽設(shè)想。接下去要做的不僅是要從理論上推導(dǎo)這種設(shè)想的可行性，還要用實(shí)驗(yàn)來證明技術(shù)上也完全是能夠辦得到的。 s`"ALn8m  
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       沒有任何現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，湯斯便利用原來做微波實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，從研究分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生厘米波著手，鑒定自己所依據(jù)的原理和實(shí)驗(yàn)方法是否對(duì)頭，為進(jìn)一步產(chǎn)生毫米波做準(zhǔn)備。
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      1950 年初，美國(guó)海軍研究署建立了一個(gè)由科學(xué)家和工程師組成的委員會(huì)，研究產(chǎn)生毫米波和亞毫米波的方法。 m&Lc."  
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      1951年春，湯斯到華盛頓參加委員會(huì)召集的第二次會(huì)議。他人雖然坐在會(huì)議桌旁。腦子里卻不斷映現(xiàn)出他思考著的各種計(jì)算公式和實(shí)驗(yàn)方案。一天清晨，曙光熹微，大地還蒙在一層薄紗之中。他醒來就想起了隔天推導(dǎo)的計(jì)算公式還不夠完善，正好利用清晨頭腦清楚的好時(shí)光，重新研究修改。他輕手輕腳地穿好衣服，走出了旅館，來到附近的富蘭克林公園。春天的公園是迷人的，樹梢嫩葉初長(zhǎng)，花圃盛開著一叢叢火紅的杜鵑花，一陣陣?guó)B鳴聲使人覺得早晨格外寧靜。湯斯在一只長(zhǎng)椅上坐下來，眼睛望著艷麗的花朵出神，腦子卻不斷想著產(chǎn)生波長(zhǎng)極短的電磁波的計(jì)算公式。一串串?dāng)?shù)字、一組組方程在湯斯的頭腦中像泉水一樣涌現(xiàn)出來。突然，他想到一種新的計(jì)算方法，連忙從口袋里摸出筆來，只是沒有紙，翻遍口袋，只找到一只用過的信封，就把信封撕開，在信封的背面列出幾道算式算了起來。 POvpaPAZ<  
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       他奮筆疾書，只幾分鐘，就算出了需要激發(fā)多少分子才能得到分子振蕩，以及振蕩器的允許損耗值。當(dāng)時(shí)，湯斯是把氨作為計(jì)算對(duì)象。他不僅從理論上推斷氨分子被激發(fā)后可以產(chǎn)生波長(zhǎng)為1.25厘米的電磁波， 還設(shè)想了能產(chǎn)生這種振蕩的具體方法。 QtsyMm  
       湯斯沒有立即宣布自己的新發(fā)現(xiàn)，而是回到實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)自己的新想法，開始著手試制微波激射器。他和同事們，還有研究生，整整工作了兩年；這兩年中，他們一起設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、拆毀、再造，翻來覆去，但一直都沒有成功。有兩個(gè)朋友勸他放棄這種勞而無功、浪費(fèi)錢財(cái)?shù)脑囼?yàn)，但他毫不動(dòng)搖，繼續(xù)試驗(yàn)。 Ss{  
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       1953年年底，湯斯應(yīng)邀到一個(gè)波譜講習(xí)班去作短期講學(xué)。一天，他的學(xué)生飛也似地跑來，報(bào)告他一個(gè)激動(dòng)人心的消息：微波激射器成功了！ 3a#
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       師生一起來到一家地下餐廳舉杯慶賀來之不易的成功。席間，他們想到應(yīng)該為這一新發(fā)明起一個(gè)簡(jiǎn)明、響亮的拉丁或希臘名字。然而勝利的激情使他們無法平靜下來，他們爭(zhēng)了一夜也沒有找到一個(gè)合適的名字。直到第二天晚上，他們才滿意地創(chuàng)造了一個(gè)縮寫詞“Maser”——“曼塞”——作為那個(gè)新發(fā)明的裝置的命名。它的意思就是“微波激射器”。以后在Maser的基礎(chǔ)上又發(fā)明了激光器，人們也照湯斯的樣子創(chuàng)造了“Laser”這一縮寫來為它命名。兩者只有一字之差。其中“aser”是受激輻射一詞的英文縮寫，而M和L 分別代表微波和光。這也表示它們產(chǎn)生的原理是相同的，只是振蕩頻率或者說波長(zhǎng)不一樣。 \ 城市| 大厂| 广南县| 桂林市| 抚顺市| 霸州市| 都兰县| 吴忠市| 锡林浩特市| 临漳县| 海安县| 墨玉县| 青河县| 崇仁县| 益阳市| 武隆县| 杂多县| 河池市| 黔西县| 江源县| 白河县| 宁德市| 扶绥县| 金堂县| 大英县| 博兴县| 古蔺县| 搜索| 惠安县| 巴马| 收藏| 洪泽县| 尖扎县| 宣城市| 瑞金市| 肇庆市| 花垣县| 琼结县| 广东省| 偏关县| 曲麻莱县|