Лазер – это чудо, лазер – это свет,

лазер как подарок нам с других планет.

Учащихся математического класса заинтересовала тема «Лазер». И это неудивительно – уже третий год они посещают спецкурс по физике, трудный, но интересный. Ведь в физике есть своя гармония, скрытая от глаз непосвященных. Совместное решение было принято – разработать проект. Определили цель, наметили ряд мероприятий и приступили к работе. Начали, так сказать, «на ощупь ощущать физику». Словарный запас ребят пополнился такими терминами, как: процесс, частица, азот, энергия, волокно, атом, ядро, радиоволны, излучение, реакция, столкновение, плазма, взаимодействие, ускорение, источник, поглощение и т. д.

Впервые о лазере было упомянуто в 1939 году советским физиком В. А. Фабрикатом, а в 1955 году одновременно и независимо Н. Г. Басов и А. М. Прохоров в СССР и Ч. Таунс в США предложили принцип создания лазера. Оказывается, лазер состоит из 3-х основных элементов:

1) источник энергии; 2) рабочее тело; 3) система зеркал.

Еще ребята узнали, что изобретение американского физика Теодора Гарольда Меймана в 1960 году позволило воплотить мечту фантастов – использовать луч света, как сверхострый нож и как мощный сварочный аппарат.

Свет обычного фонаря рассеивается, он не может распространяться на большие расстояния, а вот свет оптического прибора под названием лазер очень мощный. Его узкий пучок может даже достичь луны. На английском языке усиление света путем стимулированного излучения произносится как «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation». Ученики узнали, что существуют несколько типов лазера: импульсивный, рубиновый, газовый и полупроводниковый. Исходя из этого, ребята в проекте продемонстрировали 2 направления практического применения лазера:

1) целенаправленное воздействие на вещество – это сварка, резка и обработка металла;

2) передача и обработка информации.

Все больше и больше мы понимали, что редкая область знаний может похвастаться таким бурным развитием, как лазерная наука и техника. Кто мог предположить, что оптический квантовый генератор приведет к цепной реакции идей и сделает его незаменимым в многообразной человеческой деятельности.

Незабываемая встреча состоялась с Маликовым Александром Геннадьевичем, научным сотрудником теоретической и прикладной механики СО РАН, кандидатом технических наук. Несмотря на огромную занятость, он приехал на встречу с моими учениками к нам в Гимназию № 11. Вместе с ребятами он делал разные вычисления радиуса лазера, расстояния и т. д. Его специализация – лазерное воздействие на вещество. При лазерной сварке достигается высокое качество швов. За предложенную технологию сварки деталей самолета лазером Александр Геннадьевич получил грант Президента Российской Федерации. Лазер широко применяется в металлургии. Из-за особенностей строения он просто испаряет металл, миновав стадию плавления, поэтому ему неважно, насколько тверд металл. Можно выполнить очень качественную и точную резку по металлу.

Обсуждение этой темы могло бы вылиться в целые книги, но мои ребята смогли устроить 15-минутное настоящее научное лазерное шоу и показать результаты нашей исследовательской деятельности.

В Институте лазерной физики мы встретились с научными сотрудниками: Бордзиловским Дмитрием Сергеевичем, Труновым Владимиром Ивановичем, Шиловым Александром Михайловичем. Побывали в разных лабораториях, но больше всего впечатлила лаборатория медицинских приборов. При нас проходила апробация лазерной установки для раскроя элементов кардиоваскулярных протезов. Присутствовали врачи из клиники Мешалкина. Ребята сами измеряли толщину биологической ткани, выводили на экран монитора, по команде оператора вырезали намеченные элементы. Узнали, что ткань для клапана вшивается в сердце, причем вручную и имеет ряд преимуществ по сравнению с искусственным клапаном сердца.

Мне, как педагогу, было приятно увидеть выпускников нашей Гимназии № 11 «Гармония», работающих в лабораториях института.

Кроме этого, учащиеся гимназии посетили колледж легкой промышленности, где лазер применяется для декорирования изделий из ткани – с помощью программы CORAL DRAW создается определенный рисунок, а лазер его вырезает. Современный интерес к объёмной картинке возник после выхода на экраны в 2009 году фильма Джеймса Камерона «Аватар». Мир планеты Пандора, показанный в картине в стереоскопическом формате, был настолько реалистичен, что новая волна моды на трехмерное изображение не заставила себя ждать. Лазерный проектор стал неотъемлемой частью полноценного домашнего кинотеатра. Атмосфера, царящая в кинотеатре, позволяет полностью погрузиться в действие, ощутить прилив эмоций.

В последние годы в одной из важных областей микроэлектроники – фитолитографии, без применения которой практически невозможно изготовление сверхминиатюрных печатных плат, интегральных схем и других элементов микроэлектронной техники, обычные источники света заменяются на лазерные.

Разрабатывая проект, мы не могли не задеть тему экологии. Не оставил равнодушным рассказ о суперлазере в Сарове, который будет запущен в 2020 году. Это уникальный научный проект национального масштаба.

Несмотря на то, что я учитель английского языка, мне еще выпало счастье быть классным руководителем математического класса. Поэтому каждый раз я пытаюсь с ребятами находить научные изюминки и притворять их в проекты. И я уверенна, что впереди нас ожидает много удивительного и интересного.