Класс!ная физика - всегда рядом Класс!ная физика - викторины Класс!ная физика - для любознательных Техно-шокер Музей открытки 20 века Коты-работы художников

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?





«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru.

 Класс!ная физика   -  YouTube

Лазер

ПечатьE-mail

Где только лазерные устройства не используются! Мощному лучу лазера хватит силы "дотянуться " до Луны и, ударив в специальные зеркала-отражатели, оставленные там когда-то американскими астронавтами и советским "Луноходом", вернуться на Землю.

По оптоволоконным кабелям с огромной скоростью передаются компьютерные данные – в виде импульсов лазерных излучателей. Благодаря лазеру мы можем рассматривать голограммы – трехмерные, объемные снимки любых предметов. Лазерный луч считывает компакт-диски в компьютерах, музыкальных центрах и карманных плеерах. В больших магазинах лазерный сканер помогает прочитать штрих-коды и завести в кассовый аппарат информацию о товаре. Даже лазерные указки есть!

Лазерный луч - это очень мощный, собранный в узкий пучок поток световой энергии. Или, точнее, поток фотонов. В отличие от света обычного фонаря, лазерный луч почти не рассеивается и может, сохраняя свою энергию, проходить большие расстояния и даже пробивать препятствия на своем пути. Для получения лазерного луча нужен лазерный генератор (лазер). За разработку лазерного генератора лауреатами Нобелевской премии по физике стали советские ученые Александр Прохоров и Николай Басов, а также американец Чарлз Таунс. А первую работающую модель рубинового лазера построил сотрудник американской корпорации "Хьюз Эйркрафт" Теодор Мэйман. Случилось это в 1960 году. С тех пор появилось множество разных типов лазерных генераторов, но основной принцип работы у них одинаков.

Что это за принцип? Если к атому приложить большое количество энергии, например, нагреть или направить на него мощный поток света, с ним происходит одно важное превращение. Электроны перемещаются с более низких, то есть более близких к ядру орбит (или, правильнее, орбиталей), на более высокие. Так атом поглощает энергию и переходит, как говорят ученые, из основного состояния в возбужденное состояние. Однако долго в возбужденном состоянии атом пребывать не может. Он стремится отдать поглощенную энергию. Электрон, "вытянутый" на более высокую орбиту, рвется снова вниз, ближе к ядру. В момент перехода обратно в основное состояние, электрон выбрасывает частичку, или, по-другому, квант света

Выброс фотона после перехода атома в основное состояние мы наблюдаем ежедневно. Вот мы включили электротостер, и вскоре его металлическая спираль засветилась красным светом. Это в атомах под действием жара электроны перескочили на верхнюю орбиту, затем вернулись назад и выбросили фотоны красного цвета. То же происходит в обычной лампочке накаливания. Или, например, на экране телевизора каждое мгновение атомы фосфора переходят в возбужденное состояние, а потом возвращаются в основное, отправляя в путь фотоны разных цветов.

А чем же тогда луч света от лампочки отличается от лазерного луча? Лазерный луч, в отличие от светового луча, например, от лампочки, состоит из фотонов с одной длиной волны, а значит у него всегда один цвет. Цвет луча лазера зависит от вида лазера. Колебания световых частиц в лазерном свете, в отличие от луча света лампочки, происходят синхронно. Как эТого добились? между двумя круглыми зеркалами вставлен рубиновый стержень. Это – Искусственно выращенный в лаборатории драгоценный кристалл, который по составу своему ничем не отличается от природного редкого минерала. В основном кристалл рубина состоит из атомов алюминия и кислорода и некоторого количества атомов хрома.

У рубинового стержня оба его конца упираются в зеркала. Одно зеркало полупрозрачное. Слабый поток фотонов оно отражает, но если поток мощный, часть фотонов проходит сквозь зеркало. Вокруг рубинового цилиндра установлена стеклянная спираль. Это наполненная газом лампа. При прохождении сквозь нее электрического разряда в этой лампе возникает мощная вспышка света. От этой вспышки атомы хрома в рубине переходят в возбужденное состояние и выбрасывают фотоны. . Часть выпущенных фотонов проходят сквозь стенки рубина наружу, но другие оказываются в западне и попадают сначала на одно зеркало, отражаются от него, несутся к другому, и, отражаясь, начинают метаться между зеркалами. Со скоростью света они носятся по прямой линии между двумя зеркалами.

На своем пути фотоны ударяются о другие атомы, выбивая и них новые фотоны. С каждым мгновением фотонов в потоке между зеркалами становится все больше. Наконец этот поток "пробивает" полупрозрачное зеркало и сквозь него прорывается так называемый «лазерный луч», состоящий из потока совершенно одинаковых световых частиц, двигающихся строго в одном направлении.

Источник: Одомашненная физика А.А.Богуславский{jcomments on}