Lazeriai

Šioje temoje aptariama priverstinis spinduliavimas, kaip jis naudojamas kvantiniuose generatoriuose ir lazeriuose, bei lazerių veikimo principai. Taip pat sužinoma apie lazerių rūšis, jų taikymą įvairiose srityse, įskaitant mokslą, techniką ir mediciną, bei holografijos principus.

Energijos lygmenų užpildos apgrąža
Lazerio veikimui būtina sukurti energijos lygmenų užpildos apgrąžą (kaupinimą) – būseną, kai aukštesnio energijos lygmens užpilda yra didesnė nei pagrindinio. Tai pasiekiama, pavyzdžiui, naudojant trilygmenę schemą, kurioje atomai žadinami į aukštesnį energijos lygmenį, iš kurio jie pereina į tarpinį, ilgiau trunkantį, kvazinuostovųjį lygmenį. Iš šio lygmens į pagrindinį lygmenį vyksta priverstinis spinduliavimas.
Holografija
Holografija – tai erdvinio objekto atvaizdo įrašymo ir atkūrimo metodas, pagrįstas koherentinių bangų interferencija. Holograma gaunama, kai lazerio spinduliuotė padalijama į du pluoštus: vienas atsispindi nuo objekto, kitas nukreipiamas tiesiai į fotoplokštelę. Susidarius interferenciniam vaizdui, jis užfiksuojamas fotoplokštelėje. Atkuriant atvaizdą, holograma apšviečiama lazerio spinduliuote, kuri išsklaidoma ir atkuria erdvinį vaizdą.
Kvantiniai generatoriai ir lazeriai
Priverstinis spinduliavimas naudojamas kvantiniuose generatoriuose, kurie sukuria tam tikro dažnio elektromagnetinę spinduliuotę. Optiniai kvantiniai generatoriai, kuriantys regimąją šviesą, vadinami lazeriais (šviesos stiprinimas priverstiniu spinduliavimu). Pirmieji kvantiniai generatoriai (mazeriai) sukurti 1954 m., o pirmasis lazeris – 1960 m.
Lazerių rūšys ir taikymas
Lazeriai skirstomi pagal veikimo trukmę (nuolatinės veikos ir impulsiniai), aktyviąją terpę (dujų, kietojo kūno, skysčio, puslaidininkiniai), spinduliuotės dažnį (infraraudonosios, ultravioletinės, rentgeno spinduliuotės, regimosios šviesos). Lazerių spinduliuotė yra koherentinė, kryptinga, monochromatinė ir skaisti, todėl plačiai taikoma moksle, technikoje ir medicinoje: matavimai, ryšių technika, medžiagų apdirbimas, chirurgija, spektroskopija ir kt.
Priverstinis ir savaiminis spinduliavimas
Atomas, esantis aukštesniame energijos lygmenyje, gali savaime grįžti į žemesnį lygmenį, išspinduliuodamas fotoną. Šis procesas vadinamas savaiminiu spinduliavimu ir yra atsitiktinis, todėl nekoherentinis. Tačiau, jei sužadintą atomą paveikia fotonas, kurio energija atitinka energijos skirtumą tarp lygmenų, atomas išspinduliuoja identišką fotoną. Šis procesas vadinamas priverstiniu spinduliavimu ir yra koherentinis su jį sužadinusiu spinduliavimu. Medžiagoje vyksta abu procesai: priverstinis spinduliavimas ir fotonų sugėrimas. Jei priverstinis spinduliavimas vyrauja, medžiaga stiprina šviesą.
Rubino lazerio veikimas
Pirmasis lazeris naudojo rubino kristalą kaip aktyviąją terpę. Chromo atomai rubine yra žadinami impulsine lempa ir pereina į aukštesnius energijos lygmenis, o iš ten – į kvazinuostovųjį lygmenį. Susidarius užpildos apgrąžai, prasideda priverstinis spinduliavimas. Rubino strypas veikia kaip optinis rezonatorius, kuriame fotonai daug kartų atsispindi, stiprindami spinduliuotę. Dalis spinduliuotės išeina pro pusiau skaidrų strypo galą kaip raudonas lazerio spindulys.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com