Откриването и използването на лазер
Откриването и използването на лазер
Лазерът се без преувеличение да се нарече един от най-важните открития на ХХ век.
Какво е лазер
С прости думи, лазерът - устройство, което има мощно тесен лъч светлина. Името "Лазер" (лазер) се образува чрез добавяне на първите букви на думите, които съставляват английския израз запали mplificationby и timulated д missionof R adiation. което означава "усилване на светлината чрез стимулирано излъчване". Лазерът произвежда светлинните лъчи толкова силни, че те са в състояние да горят дупки дори в много трайни материали, разходите само за част от секундата.
Обикновена светлина от източника разпръсква в различни посоки. За да бъде събрана на кок, използват различни оптични лещи или вдлъбнати огледала. Въпреки, че такъв светлинен лъч може дори да причини пожар, неговата мощност, която не може да се сравни с енергията на лазерния лъч.
Принципът на работа на лазера
Физическата основа на лазерна операция е феноменът на принудително, iliindutsirovannogo радиация. Каква е неговата същност? Какво се нарича стимулирано излъчване?
В стабилно състояние на материята атом има най-ниската енергия. Такова състояние се счита за основен. както и всички други държавни - развълнуван. Ако сравним енергията на тези държави, е в възбудено състояние е прекомерна в сравнение с ядрото. В прехода от възбудено състояние на атом в стабилна атом спонтанно излъчва фотон. Такова електромагнитно излъчване се нарича спонтанна емисия.
Ако преходът от възбудено състояние към стабилна възниква под влияние на външни сили (предизвикване) фотон, а след това на нов фотон, чиято енергия е равна на енергията разликата между нивото на преход. Такова излъчване се нарича вътрешно.
Новият фотона е "точно копие" на фотон, която е предизвикала радиация. Той има същата енергия, честота и фаза. По този начин не се абсорбира от атом. В резултат на това фотонът става два. При работа на други атоми, те причиняват допълнително появата на нови фотони.
Новият фотона, излъчвана от атом под влиянието на предизвикващи фотон когато атомът е в възбудено състояние. Atom в спокоен глас държавата, просто абсорбират индуциращи фотона. Ето защо, с оглед засилена, че е необходимо възбудените атоми е повече от спокоен глас. Това състояние се нарича населението инверсия.
Как работи лазера
Структурата на лазер включва 3 елементи:
1. Източникът на енергия, която се нарича механизъм "помпа" лазера.
2. Работа с лазер тялото.
3. Системата на огледала, или оптичен резонатор.
Източници на енергия могат да бъдат различни: електрически, термични, химични, светлина и т.н. Тяхната задача - да "помпа" енергията на работното лазер тяло да я накараш да се генерира лазерна светлина поток .. Източникът на енергия се нарича механизъм "помпа" лазера. Те могат да бъдат химична реакция, различни лазер, флаш лампа, електрически разрядник и др.
Работната течност. или лазерни материали. наречените средства, действащи на активното среда функция. Всъщност в работния флуид и възникващата лазерния лъч. Как се случва това?
В самото начало на процеса на работната среда е в термодинамично равновесие, а по-голямата част от атоми - в нормално състояние. С цел да се предизвика радиация, е необходимо да се действа по атомите, така че системата влезе в състояние на населението инверсия. Тази задача и изпълнява механизма изпомпване на лазера. След като нов фотона ще се появи в един атом, той ще започне процеса на формиране на фотоните в другите атоми. Този процес скоро ще се превърне в лавина. Всички фотоните ще имат същата честота като светлинните вълни ще се формира светлинен лъч на огромна власт.
Като активни носители за лазери използват твърди, течни, газообразни и плазма вещество. Например, в първия лазер, създадена през 1960 г., активното средство е рубин.
Работният флуид се поставя в оптичния резонатор. Най-простият от тях се състои от две успоредни огледала, един от които е прозрачна. Част от светлината тя отразява и често се пренебрегва. Отразена от огледала, светлинния лъч се връща и задълбочени. Този процес се повтаря много пъти. На изхода на лазерните форми много мощна светлинна вълна. Огледала в резонатор могат да бъдат повече.
В допълнение, се използват лазери и други устройства - огледало, може да променя ъгъла на завъртане, филтри, модулатори и т.н. Те могат да бъдат използвани за промяна на дължината на вълната, продължителността на импулса, и други параметри ..
Когато сме изобретили лазера
През 1964 г. на българския физика Александър Михайлович Прохоров и Николай Gennadievich Басов и американски физик Чарлз Хард Таунс спечели Нобелова награда за физика, която бе присъдена му за неговото откритие на принципа на работа на квантов генератор амоняк (мазер), което те направиха независимо друг.
Александър Михайлович Прохоров
Николай Басов Gennadievich
Аз трябва да кажа, че Мазер е създаден 10 години преди това събитие, през 1954 г., излъчвана кохерентни електромагнитни вълни в диапазона см и става прототип на лазера.
Съвременните лазери имат различни размери, от микроскопични полупроводникови, до огромен, с размерите на футболно игрище, неодимови лазери.
Използването на лазери
Без лазери е невъзможно да си представим съвременния живот. Лазерна технология се използва в различни области: наука, технологии, медицина.
В ежедневието, ние използваме лазерни принтери. В магазините се използват лазерни баркод четци.
Използване на лазерни лъчи в промишлеността може да извършва обработка на повърхността с висока точност (рязане, покритие, допинг, и др.).
Лазерът е възможно да се измери разстоянието до космически обекти с точност cm.
Появата на лазери в медицината се е променил много.
Трудно е да си представим съвременния хирургия без лазерни скалпели, които осигуряват най-високата стерилността и се нарязват на плата внимателно. С помощта на своето поведение почти безкръвна операция. С помощта на лазерен лъч чисти съдове на тялото от холестерол плаки. Широко се използва лазери в офталмологията, където това е направено с помощта на корекция на зрението, лекувани отлепване на ретината, катаракта и др. С нея смаже камъни в бъбреците. Той е незаменим в неврохирургия, ортопедия, стоматология, козметика и т.н.
В армията използва лазерни системи и местоположение и навигация.