1. Prinċipju tal-ġenerazzjoni tal-lejżer
L-istruttura atomika hija bħal sistema solari żgħira, bin-nukleu atomiku fin-nofs. L-elettroni qed iduru kontinwament madwar in-nukleu atomiku, u n-nukleu atomiku wkoll qed idur kontinwament.
In-nukleu huwa magħmul minn protoni u newtroni. Il-protoni huma ċċarġjati b'mod pożittiv u n-newtroni mhumiex iċċarġjati. In-numru ta 'karigi pożittivi li jinġarru min-nukleu kollu huwa ugwali għan-numru ta' piżijiet negattivi li jinġarru mill-elettroni kollha, għalhekk ġeneralment l-atomi huma newtrali għad-dinja ta 'barra.
Safejn hija kkonċernata l-massa ta 'atomu, in-nukleu jikkonċentra l-biċċa l-kbira tal-massa ta' l-atomu, u l-massa okkupata mill-elettroni kollha hija żgħira ħafna. Fl-istruttura atomika, in-nukleu jokkupa biss spazju żgħir. L-elettroni jduru madwar in-nukleu, u l-elettroni għandhom spazju ferm akbar għall-attività.
L-atomi għandhom "enerġija interna", li tikkonsisti f'żewġ partijiet: waħda hija li l-elettroni għandhom veloċità ta 'orbit u ċerta enerġija kinetika; l-oħra hija li hemm distanza bejn l-elettroni ċċarġjati b'mod negattiv u n-nukleu ċċarġjat b'mod pożittiv, u hemm ċertu ammont ta 'enerġija potenzjali. Is-somma tal-enerġija kinetika u l-enerġija potenzjali tal-elettroni kollha hija l-enerġija tal-atomu kollu, li tissejjaħ l-enerġija interna tal-atomu.
L-elettroni kollha jduru madwar in-nukleu; kultant eqreb lejn in-nukleu, l-enerġija ta 'dawn l-elettroni hija iżgħar; kultant aktar 'il bogħod min-nukleu, l-enerġija ta' dawn l-elettroni hija akbar; skond il-probabbiltà ta 'okkorrenza, in-nies jaqsmu s-saff ta' l-elettroni f'" "Livell ta 'Enerġija" differenti; Fuq ċertu "Livell ta 'Enerġija", jista' jkun hemm elettroni multipli jorbitaw ta 'spiss, u kull elettron m'għandux orbita fissa, iżda dawn l-elettroni kollha għandhom l-istess livell ta' enerġija; "Livelli ta' Enerġija" huma iżolati minn xulxin. Iva, huma iżolati skont il-livelli tal-enerġija. Il-kunċett ta '"livell ta' enerġija" mhux biss jaqsam l-elettroni f'livelli skond l-enerġija, iżda wkoll jaqsam l-ispazju ta 'orbita ta' elettroni f'livelli multipli. Fil-qosor, atomu jista 'jkollu livelli multipli ta' enerġija, u livelli ta 'enerġija differenti jikkorrispondu għal enerġiji differenti; xi elettroni orbitaw f'"livell ta 'enerġija baxxa" u xi elettroni orbitaw f'"livell ta' enerġija għolja".
Illum il-ġurnata, il-kotba tal-fiżika tal-iskola tan-nofs immarkaw b'mod ċar il-karatteristiċi strutturali ta 'ċerti atomi, ir-regoli tad-distribuzzjoni tal-elettroni f'kull saff tal-elettroni, u n-numru ta' elettroni f'livelli ta 'enerġija differenti.
F'sistema atomika, l-elettroni bażikament jiċċaqilqu f'saffi, b'xi atomi f'livelli għoljin ta 'enerġija u xi wħud f'livelli baxxi ta' enerġija; minħabba li l-atomi huma dejjem affettwati mill-ambjent estern (temperatura, elettriku, manjetiżmu), elettroni ta 'livell ta' enerġija għolja huma instabbli u se Transizzjoni spontanja għal livell baxx ta 'enerġija, l-effett tiegħu jista' jiġi assorbit, jew jista 'jipproduċi effetti speċjali ta' eċċitazzjoni u jikkawża " emissjoni spontanja”. Għalhekk, fis-sistema atomika, meta l-elettroni ta 'livell ta' enerġija għolja jgħaddu għal livelli ta 'enerġija baxxa, se jkun hemm żewġ manifestazzjonijiet: "emissjoni spontanja" u "emissjoni stimulata".
Ir-radjazzjoni spontanja, l-elettroni fi stati ta 'enerġija għolja huma instabbli u, affettwati mill-ambjent estern (temperatura, elettriku, manjetiżmu), jemigraw spontanjament lejn stati ta' enerġija baxxa, u l-enerġija żejda hija rradjata fil-forma ta 'fotoni. Il-karatteristika ta 'dan it-tip ta' radjazzjoni hija li t-tranżizzjoni ta 'kull elettron titwettaq b'mod indipendenti u hija każwali. L-istati tal-fotoni ta 'emissjoni spontanja ta' elettroni differenti huma differenti. L-emissjoni spontanja tad-dawl tinsab fi stat "inkoerenti" u għandha direzzjonijiet imxerrda. Madankollu, ir-radjazzjoni spontanja għandha l-karatteristiċi ta 'l-atomi nfushom, u l-ispettri ta' radjazzjoni spontanja ta 'atomi differenti huma differenti. Meta titkellem dwar dan, tfakkar lin-nies dwar għarfien bażiku fil-fiżika, "Kull oġġett għandu l-abbiltà li jirradja s-sħana, u l-oġġett għandu l-abbiltà li jassorbi u jarmu mewġ elettromanjetiku kontinwament. Il-mewġ elettromanjetiku rradjat bis-sħana għandu ċerta distribuzzjoni tal-ispettru. Dan l-ispettru Id-distribuzzjoni hija relatata mal-proprjetajiet tal-oġġett innifsu u t-temperatura tiegħu.” Għalhekk, ir-raġuni għall-eżistenza tar-radjazzjoni termali hija l-emissjoni spontanja ta 'atomi.
F'emissjoni stimulata, elettroni ta 'livell ta' enerġija għolja transizzjoni għal livell ta 'enerġija baxxa taħt l-"istimulazzjoni" jew "induzzjoni" ta' "fotoni adattati għall-kundizzjonijiet" u jirradja foton tal-istess frekwenza bħall-foton inċident. L-akbar karatteristika tar-radjazzjoni stimulata hija li l-fotoni ġġenerati mir-radjazzjoni stimulata għandhom eżattament l-istess stat bħall-fotoni inċidentali li jiġġeneraw radjazzjoni stimulata. Huma fi stat "koerenti". Għandhom l-istess frekwenza u l-istess direzzjoni, u huwa kompletament impossibbli li tiddistingwi t-tnejn. differenzi fost dawk. B'dan il-mod, foton wieħed isir żewġ fotoni identiċi permezz ta 'emissjoni stimulata waħda. Dan ifisser li d-dawl huwa intensifikat, jew "amplifikat".
Issa ejja nerġgħu nanalizzaw, liema kundizzjonijiet huma meħtieġa sabiex tinkiseb radjazzjoni stimulata aktar u aktar frekwenti?
F'ċirkostanzi normali, in-numru ta 'elettroni f'livelli ta' enerġija għolja huwa dejjem inqas min-numru ta 'elettroni f'livelli baxxi ta' enerġija. Jekk trid li l-atomi jipproduċu radjazzjoni stimulata, trid iżżid in-numru ta 'elettroni f'livelli ta' enerġija għolja, għalhekk għandek bżonn "sors tal-pompa", li l-għan tiegħu huwa li jistimula aktar Wisq elettroni ta 'livell ta' enerġija baxxa jaqbżu għal livelli ta 'enerġija għolja. , għalhekk in-numru ta 'elettroni ta' livell ta 'enerġija għolja se jkun aktar min-numru ta' elettroni ta 'livell ta' enerġija baxxa, u se jseħħ "treġġigħ lura tan-numru ta 'partiċelli". Wisq elettroni ta 'livell ta' enerġija għolja jistgħu jibqgħu biss għal żmien qasir ħafna. Il-ħin se jaqbeż għal livell ta 'enerġija aktar baxx, għalhekk il-possibbiltà ta' emissjoni stimulata ta 'radjazzjoni se tiżdied.
Naturalment, is-"sors tal-pompa" huwa ssettjat għal atomi differenti. Jagħmel l-elettroni "jirreżonaw" u jippermetti li aktar elettroni ta 'livell ta' enerġija baxxa jaqbżu għal livelli ta 'enerġija għolja. Il-qarrejja jistgħu bażikament jifhmu, x'inhu laser? Kif jiġi prodott il-lejżer? Laser huwa "radjazzjoni tad-dawl" li hija "eċċitata" mill-atomi ta 'oġġett taħt l-azzjoni ta' "sors tal-pompa" speċifiku. Dan huwa laser.
Ħin tal-post: Mejju-27-2024
