Charles Townes Dejstva in delovni listi

Charles Townes je bil ameriški fizik, ki je delal na razvoju spektroskopije plinov visoke ločljivosti v elektromagnetnem spektru v mikrovalovni regiji. Delal je na teoriji in uporabi maserja in druge kvantne elektronike, ki povezuje maser in laserske naprave. Townes je leta 1964 za svoj razvoj maserja dobil tudi Nobelovo nagrado za fiziko.

Za več informacij o Charlesu Townesu si oglejte spodnjo datoteko z dejstvi, lahko pa tudi prenesete naš 23-stranski paket delovnih listov Charles Townes za uporabo v učilnici ali domačem okolju.



Ključna dejstva in informacije

BIOGRAFIJA

  • Charles Hard Townes se je rodil v Greenvilleu, juzna Carolina 28. julija 1915. Henry Townes, njegov oče, je bil odvetnik in urednik časopisa. Njegova mati Ellen Hard je diplomirala na fakulteti. Z dvema bratoma in tremi sestrami je živel na 20 hektarjev veliki kmetiji.
  • Že v zgodnjih letih je Townes pokazal veliko zanimanje za biološke in naravne vede. Veljal je za nadarjenega učenjaka in je bil pospešen do osmega razreda.
  • Pri 26 letih se je Townes v rodnem kraju udeležil univerze Furman in se zanimal za študij fizike. Dosegel je dve univerzitetni diplomi - prvostopenjski fizik in univerzitetni sodobni jezik.
  • Townes je leta 1937 magistriral iz fizike na univerzi Duke. Townes je pisal o van der Graafovih generatorjih za magistrsko nalogo in nadaljeval s študijem francoščine, italijanščine in ruščine.
  • Na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu je Townes zaključil izobraževanje, kjer je razvil raziskave o vrtenju jedra ogljika-13 in leta 1939 doktoriral iz fizike.


ZGODNJE RAZISKAVE IN DOSEŽKI

  • Naslednjih osem let je Townes preživel v Bell Telephone Laboratories in delal kot raziskovalec. Townes je med življenjem hodil tudi na glasbeno šolo Juilliard New York City .
  • Med druga svetovna vojna , Townes je razvil obsežno delo na področju radarskega bombardiranja in sistemov. Delal je tudi na radiu astronomija . Townes je po vojni bistveno prispeval k razvoju spektroskopije plinov visoke ločljivosti v mikrovalovnem območju elektromagnetnega spektra.
  • Townes je nadaljeval tudi svoje delo, ko se je leta 1948 pridružil fakulteti Univerze Columbia.


PREBIV MASERJA

  • Prihod radarja med drugo svetovno vojno je bil ključ do obsežne uporabe elektronskih naprav v znanstvenih raziskavah. Townes se je osredotočil na uporabo mikrovalov (nizkofrekvenčno sevanje) pri preiskovanju strukture snovi.
  • Za učinkovito izvedbo tovrstne preiskave je Townes uporabil oscilatorje (napravo, ki ustvarja nihajne električne tokove), da bi lahko proizvedel sevanje zelo kratkih valovnih dolžin.
  • Vendar je bilo v poznih štiridesetih letih prejšnjega stoletja dokazano, da nikoli ne bo mogoče zgraditi navadnega oscilatorja, ki lahko ustvarja sevanja valovne dolžine, manjše od enega milimetra.


  • Townes je fenomen stimulirane emisije uporabil med prvim poskusom izdelave oscilatorja, ki ustreza njegovemu namenu. Omenjeni pojav je tisti, skozi katerega atomi pod vplivi uporabljenega elektromagnetnega polja oddajajo fotone.
  • Leta 1951 se je Townes domislil prebojnega maserja in načrte navedel na hrbtni strani kuverte.
  • Townes se je naučil, da je za ojačanje sevanja zelo kratkih valovnih dolžin potrebno delovanje v molekularni lestvici. Oblikoval je način, kako bi ansambel molekul lahko ustvaril samozbujeni oscilator, ki bi lahko ojačal signale.
  • Nekatere molekule bi morale biti v svojem aktivnem stanju, da bi vsebovale veliko količino energije. Elektromagnetni valovi spodbujajo molekule, da sprostijo dodatno energijo z enako frekvenco in fazo kot spodbujevalna elektromagnetna energija.

MASER

  • Maser je opredeljen kot mikrovalovno ojačanje s stimuliranim oddajanjem sevanja. Townes je prvo zgradil leta 1954 s H. J. Zeigerjem in Jamesom P. Gordonom na univerzi Columbia.


  • Maser uporablja plin iz amoniaka. Kolimirana je (vzporedna) z majhno luknjo v vakuumu, ki deluje kot snop molekul. Molekuli sta v dveh energijskih stanjih in se bosta odsevali v različnih smereh, odvisno od njihove energije z uporabljenim elektromagnetnim poljem.
  • Če imajo molekule več energije, se odklonijo v komoro, znano kot resonančna votlina (je vrsta resonatorja, ki omejuje elektromagnetno polje). Do ojačanja pride, če je število molekul, ki se odklonijo v votlino, dovolj veliko.
  • Townes je opredelil pogoje, ki so potrebni za delovanje maserjev v različnih območjih valovnih dolžin. Sem spadajo infrardeči, vidni in ultravijolični deli spektra.
  • Razvoj Townesovega maserja se je izkazal za ključnega v sodobnih eksperimentalnih raziskavah. Maser ojačevalniki uporabljajo zelo visoko razmerje signal / šum. Po načelu negotovosti so ojačevalniki maser zelo blizu ojačitvi enega fotona, ker se približujejo njegovi največji natančnosti.


  • V poskusih, izvedenih na kvantni ravni, so Townesovi mazeri izjemno koristni. Uporabni so tudi pri radarskih in mikrovalovnih komunikacijah na velike razdalje ter pri sprejemanju in zaznavanju šibkejših signalov v radioastronomiji.
  • Townes je leta 1964 dobil Nobelovo nagrado za fiziko za svoje ključno delo na področju kvantne elektronike, zaradi katerega je razvil maser.

MASERJI DO LASERJEV

  • Leta 1957, ko je Townes delal na maserju, sta z Arthurjem L. Schawlowom želela oblikovati načine za proizvodnjo izjemno koncentriranih žarkov svetlobe. V tem času so bili laserji možni za čisto znanstveno uporabo.
  • Oba fizika sta leta 1960 dobila patente na lasersko tehnologijo (ojačevanje svetlobe s spodbujenim oddajanjem sevanja). Vendar osebno nikoli niso imeli koristi od njih.

Charles Townes Delovni listi

To je fantastičen sveženj, ki vključuje vse, kar morate vedeti o Charlesu Townesu, na 23 poglobljenih straneh. To so pripravljeni delovni listi Charlesa Townesa, ki so kot nalašč za poučevanje študentov o Charlesu Townesu, ameriškem fiziku, ki je delal na razvoju spektroskopije plinov visoke ločljivosti v elektromagnetnem spektru v mikrovalovni regiji. Delal je na teoriji in uporabi maserja in druge kvantne elektronike, ki povezuje maser in laserske naprave. Townes je leta 1964 za svoj razvoj maserja dobil tudi Nobelovo nagrado za fiziko.



Popoln seznam vključenih delovnih listov

  • Dejstva Charlesa Townesa
  • Profiliranje mest
  • Polnjenje mest
  • Masers Jumbling
  • Townesov časovni trak
  • Maserji in laserji
  • Charlesova vprašanja
  • Townesova analiza
  • Kako se je zgodilo?
  • Townes: Dejstvo ali blef
  • Citati Townes

Poveži / citiraj to stran

Če se sklicujete na katero koli vsebino na tej strani na svojem spletnem mestu, uporabite spodnjo kodo, da to stran navedete kot izvirni vir.

Charles Townes Dejstva in delovni listi: https://diocese-evora.pt - KidsKonnect, 30. avgust 2020

Povezava bo prikazana kot Charles Townes Dejstva in delovni listi: https://diocese-evora.pt - KidsKonnect, 30. avgust 2020

Uporabite s katerim koli učnim načrtom

Ti delovni listi so bili posebej zasnovani za uporabo s katerim koli mednarodnim učnim načrtom. Te delovne liste lahko uporabljate takšne, kot so, ali jih urejate s pomočjo Google Diapozitivov, da jih prilagodite svojim učnim sposobnostim in standardom učnega načrta.