获诺贝尔物理学奖的技术发明

自1901年以来，诺贝尔物理学奖已历经104年，共颁发了99届（其中有5年未颁发），共有116个项目获奖。作为物理学界最高荣誉、最具权威的科学奖项，它主要奖给在物理学的基本规律和现象上有重大发现，或在自然界物质与结构等方面有开创性或奠基性的贡献者。但是现代的科学已离不开技术，科学发现离不开必需的仪器设备和技术方法，例如，有了回旋加速器，核物理学才有了进展；有了扫描隧道显微镜，才有纳米科学等。
　　
　　重大的技术发明大大推进了人类的文明，促进了社会的发展，而且已渗入人们的日常生活。获诺贝尔物理学奖的技术发明多数也是开创性和奠基性的。例如无线电报的发明开创了无线通讯时代。半导体晶体管和集成电路刚发明制作时，由于受当时工艺条件所限，都是从锗器件开始，但为微电子技术奠定了基础，为信息产业开辟了道路。
　　
　　104年来获诺贝尔物理学奖的技术发明约有20多项，占总奖项的1/6多。下面仅举其中的11项重要的技术发明。并简要说明其原理和作用。
　　
　　1科学仪器和设备
　　
　　云雾室（获1927年诺贝尔物理学奖）英国实验物理学家威尔逊1895年发明，使通过的粒子的运动径迹可见。入射的高能粒子通过云雾室中的水和酒精的饱和蒸汽时，产生的正负离子成为凝结中心而生成雾滴，形成粒子的径迹。对早期基本粒子的研究起了很大作用。
　　
　　气泡室（获19(0年诺贝尔物理学奖)1952年美国物理学家格拉塞尔发明，让高能粒子通过液氢、丙烷等过热液体时，电离的离子成为液化中心而生成汽泡可显示出粒子的径迹。由于液体的密度大，所产生的离子信息数是云雾室中产生的1000倍，从而取代了云雾室，成为常用的粒子探测器。
　　
　　回旋加速器（获1977年诺贝尔物理学奖）美国物理学家劳伦斯于1931年发明制造出第一台，它是通过稳定的强磁场使带电粒子在真空中作圆周运动，并周期地通过高频交变电场使粒子进行多次加速，最终得到高速的粒子，主要用于核物理实验，并用来创造放射性同位素。
　　
　　透射电子显微镜（获1986年诺贝尔物理学奖）德国物理学家鲁斯卡1932年发明了世界上第一台透射电子显微镜，在高真空下以电子束为照明源，使最小分辨间距达到2-3埃）放大倍数可达到50万倍，可以看见晶格结构。
　　
　　扫描隧道显微镜（获1986年诺贝尔物理学奖）瑞士罗雷尔和德国宾宁于1978年开始研制这种新型显微镜，利用流过直径为原子尺度的探针的隧道电流，得到超高分辨的物体表面的三维形貌，又不损伤样品。1982年研制成功使放大倍数达到3亿倍，可自接清晰地显示单个原子的分布图像，还可在大气和液体中观察生物样品的表面结构。
　　
　　原子钟（获1989年诺贝尔物理学奖）美国物理学家拉姆齐、德默尔特和德国保罗共同发明，是世界上目前最准确的计时仪器，300年的累计误差只有千分之一秒。它利用在射频交变磁场下，与原子两个超精细结构能级间的跃迁发生磁场共振，用其恒定的跃迁频率来计时。
　　
　　2新技术、新工艺
　　
　　无线电报通信（获1908年诺贝尔物理学奖）意大利人马可尼于1894年发明，1894年实现横跨英吉利利海峡间的无线通讯，1901年又飞越人西洋开创了无线通讯时代。
　　
　　半导体晶体管（获1956年诺贝尔物理学奖）美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿于1947年12月制成第一只锗晶体管，其体积仅为真空电子管的几十分之一，所耗功率仅为真空管的0.01%，从此半导体器件迅速取代了真空电子管开辟了电子器件的新时代。
　　
　　集成电路（获2000年诺贝尔物理学奖）美国基尔比和诺伊斯采用平面工艺，于1958年制成世界上第一块由12个器件集成的相移振荡和触发器电路，开创了微电子技术时代。目前集成电路的集成度已超过了每个芯片10亿个器件。如今以集成电路为基础的电子信息产业已成为世界上第一大产业。
　　
　　激光器（获1964年诺贝尔物理学奖）最早由美国物理学家汤斯根据爱因斯坦的受激辐射理论提出产生激光的方案，1958年前苏联的巴索夫又提出利用半导体制造激光器。利用激光器可产生方向性极好的单色相干光。如今激光技术已广泛用于激光加工、精密测量、医疗、通讯、信息储存与打印、娱乐以及激光制导武器等领域。
　　
　　高压装置（获1946年诺贝尔物理学奖）美国物理学家布里奇曼用钒钢为材料制成了密封性好的高压装置，把压力提高到50万atm(5.0×106Pa)。后来的人造金刚石和人造翡翠等都是用此装置制成的。