Упражнение 13.Прочитайте тексты прозвучавшей речи. Определите, какие способы связи информации в них использовали авторы. Выпишите их.

1. Сегодня мы остановимся на вопросе, который все больше привлекает внимание инженеров-практиков и ученых.Это вопрос о будущем энергетики, об энергетических ресурсах. Во-первых, запасы нефти, ставшей в наше время основным источником энергии, ограничены. К тому же нефтяные ресурсы размещены на Земле весьма неравномерно. Только 15 государств мира способны обеспечить себя собственной нефтью. Давайте вместе с вами разберемся в этом вопросе. Чем можно заменить нефть? Таким источником энергии может стать уголь. Почему именно уголь, а не ядерное топливо, не солнечная энергия, не силы морских приливов?

Подсчитано, что при сегодняшних темпах развития ядерная энергетика сможет дать только около 10% всей энергии, в которой нуждается человечество. Немногим более двух процентов может дать солнечная энергия.В то же время на долю угля в мировой энергетической модели к 2030-му году будет приходиться около половины всех источников энергии.

Запасы угля распределены на планете гораздо равномернее, чем запасы нефти. Раньше уголь казался дорогим по сравнению с нефтью, теперь, когда цены на нефть по разным причинам быстро и резко меняются, возрос интерес к использованию угля. Например, Австралия увеличивает производство угля. Индия перешагнула стомиллионный рубеж. 74 тепловые электростанции США переходят с жидкого топлива на уголь. Потребление угля для нужд энергетики быстро растет.

По подсчетам специалистов, угля хватит надолго, на сотни лет. Преимущество его еще и в том, что производство угля можно сделать дешевле с внедрением автоматики.

Во многих странах мира ведутся работы по переработке угля в газ и жидкое топливо. К сожалению, нам нужно признать, что газ, получаемый по методу подземной газификации угля, имеет в два раза меньшую теплотворную способность, чем природный газ. Метод нуждается в усовершенствовании, на что и направлены сейчас усилия ученых и инженеров.

Отметим, что подземная газификация угля не является последним достижением научной мысли: уже предложен проект химической «шахты», особые вещества-растворители будут закачиваться под землю и насыщенный углем раствор потечет из-под земли, подобно тому,как течет нефть из скважины. Мы должны иметь в виду, что все это технически осуществимо уже сегодня.

Нам нужно признать, что у угля есть еще один недостаток, которого лишена самая низкосортная нефть. Это затраты на перевозку угля. Они гораздо больше затрат на транспортировку нефти. При погрузке и разгрузке часть угля теряется, превращается в пыль. Транспортировка угля – это та проблема, над которой интенсивно работают сегодня ученые. Предложения здесь такие: перерабатывать уголь в транспортабельный продукт, например, порошок, смешанный с водой, и перекачивать пульпу по трубопроводу, как нефть.Мы видим, что проблему транспортировки можно решить.Но остаются другие проблемы.

Перейдем к следующей проблеме – проблеме охраны окружающей среды. Уголь – это пыль, грязь, это зола, это нарушение земной поверхности, если речь идет о карьерах. Отметим далее, что опасны пустоты в земных недрах, если иметь в виду шахты.Прибавим к этому наличие терриконов, облака сернистого газа, если уголь содержит серу. Мы должны иметь в виду, что большую опасность для окружающей среды представляет и углекислый газ – продукт сгорания угля. Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере повышает температуру окружающего воздуха, оказывает влияние на климат.

Итак, с увеличением роли угля как топлива и источника энергии возникает ряд проблем, решать которые предстоит нам с вами.

2.

На сегодняшней лекции мы с вами поговорим о лазере. Что же такое лазер? Лазер представляет собой источник монохромати­ческого когерентного света с высокой направленностью светового луча.

Установлено, что основной физический процесс, который опре­деляет действие лазера, это вынужденное испускание излучения. Вынужденное испускание излучения происходит вследствие соб­людения двух условий: первое — при взаимодействии фотона с возбужденным атомом, второе — при точном совпадении энергии фотона с энергией возбуждения атома. В результате взаимо­действия-фотона с возбужденным атомом этот атом переходит в невозбужденное состояние. Образовавшийся избыток энергии излучается в виде нового фотона с точно такой же энергией, на­правлением распространения и поляризацией, как и у первичного фотона. Таким образом, результатом данного процесса является наличие уже двух абсолютно идентичных фотонов.

Интересно, что в ходе дальнейшего взаимодействия этих фотонов с возбужденными атомами может возникнуть так на­зываемая «цепная реакция» размножения одинаковых фотонов. Вновь возникшие фотоны движутся только в одном направлении, благодаря чему появляется узконаправленный световой луч.

Естественно, что для возникновения лавины идентичных фо­тонов необходима специальная среда. Исследования показали, что в такой среде возбужденных атомов должно быть больше, чем невозбужденных. В противном случае при взаимодействии фотонов с невозбужденными атомами происходило бы поглощение фотонов. Так вот, такая специальная среда называется средой инверсной населенности уровней энергии, или активной средой.

Итак, подведем некоторый итог нашим рассуждениям. Вы, безусловно, отметили в своих конспектах такие положения, как: первое — кроме вынужденного испускания фотонов возбужден­ными атомами происходит также процесс самопроизвольного, спонтанного испускания фотонов. Данный процесс происходит под влиянием перехода возбужденных атомов в невозбужденное состояние. Второе: наряду с процессом спонтанного испускания фотонов наблюдается еще один процесс — процесс поглощения фотонов при переходе атомов из невозбужденного состояния в возбужденное. Кстати, эти три процесса, благодаря которым происходят переходы атомов в возбужденные состояния и обратно, были описаны А. Эйнштейном еще в 1916 году.

Можно допустить, что при одновременном рождении большого числа спонтанно испущенных фотонов возникает большое число лавин. Каждая из образовавшихся лавин будет распространяться в определенном направлении. Это направление будет задано первоначальным фотоном соответствующей лавины. В результате этого мы получим потоки квантов света, но не сможем получить ни направленного луча, ни высокой интенсивности этого луча.

Для получения интенсивного лазерного луча используют два плоских параллельных зеркала. Одно из этих зеркал делается полупрозрачным для выхода лазерного луча. Слабый лазерный луч, обусловленный одной лавиной, отражаясь от зеркала, снова попадает в активную среду и усиливает себя. Так, многократно проходя через активную среду, лазерный луч становится и остро­направленным, и достаточно интенсивным.

А теперь давайте рассмотрим некоторые уникальные свойства лазерного излучения. Как известно, при спонтанном излучении атом излучает спектральную линию конечной ширины. В среде с инверсной населенностью наблюдается лавинообразное нараста­ние числа вынужденных испущенных фотонов. Причем интенсив­ность излучения лавины будет возрастать прежде всего в центре спектральной линии данного атомного перехода. В результате это­го процесса ширина спектральной линии первоначального спон­танного излучения будет уменьшаться. Правда, на практике удает­ся сделать относительную ширину спектральной линии лазерного излучения в- 10—100 миллионов раз меньше, чем ширина самых узких линия спонтанного излучения, наблюдаемых в природе.

Следует отметить и еще одно удивительное свойство лазерного луча, а именно: высокую, более десятка миллионов градусов, эффективную температуру лазерного луча.

В настоящее время созданы лазеры на самых различных средах: газах, жидкостях, стеклах, а также кристаллах. Обще­известно также, что лазеры нашли широкое применение в таких отраслях промышленности, как микроэлектроника, электровакуум­ная промышленность, машиностроение, автомобильная промыш­ленность и многих других.