1. Lazer üretimi prensibi
Atomun yapısı, ortasında atom çekirdeği bulunan küçük bir güneş sistemi gibidir. Elektronlar atom çekirdeğinin etrafında sürekli olarak dönmekte ve atom çekirdeği de sürekli olarak dönmektedir.
Çekirdek proton ve nötronlardan oluşur. Protonlar pozitif yüklü, nötronlar ise yüksüzdür. Çekirdeğin tamamının taşıdığı pozitif yüklerin sayısı, tüm elektronların taşıdığı negatif yüklerin sayısına eşittir, dolayısıyla atomlar genellikle dış dünyaya karşı nötrdür.
Bir atomun kütlesi söz konusu olduğunda, atomun kütlesinin büyük bir kısmı çekirdekte yoğunlaşır ve tüm elektronların kapladığı kütle çok küçüktür. Atomun yapısında çekirdek yalnızca küçük bir yer kaplar. Elektronlar çekirdeğin etrafında döner ve elektronların faaliyet için çok daha geniş bir alanı vardır.
Atomların iki bölümden oluşan “iç enerjisi” vardır: Birincisi, elektronların yörünge hızına ve belirli bir kinetik enerjiye sahip olmasıdır; diğeri ise negatif yüklü elektronlarla pozitif yüklü çekirdek arasında mesafe olması ve belli miktarda potansiyel enerjinin bulunmasıdır. Tüm elektronların kinetik enerjisi ve potansiyel enerjisinin toplamı, atomun tamamının enerjisidir ve buna atomun iç enerjisi denir.
Tüm elektronlar çekirdeğin etrafında döner; bazen çekirdeğe daha yakın olan bu elektronların enerjisi daha küçüktür; Bazen çekirdekten uzaklaştıkça bu elektronların enerjisi daha büyüktür; oluşma olasılığına göre insanlar elektron katmanını farklı “Enerji Seviyesine” ayırırlar; Belirli bir “Enerji Düzeyinde”, sık sık yörüngede dönen birden fazla elektron bulunabilir ve her elektronun sabit bir yörüngesi yoktur ancak bu elektronların hepsi aynı enerji düzeyine sahiptir; “Enerji Seviyeleri” birbirinden izole edilmiştir. Evet enerji seviyelerine göre izole edilmişlerdir. “Enerji seviyesi” kavramı, elektronları enerjiye göre seviyelere ayırmanın yanı sıra, elektronların yörünge uzayını da çoklu seviyelere böler. Kısacası bir atomun birden fazla enerji düzeyi olabilir ve farklı enerji düzeyleri farklı enerjilere karşılık gelir; Bazı elektronlar “düşük enerji seviyesinde”, bazı elektronlar ise “yüksek enerji seviyesinde” yörüngede dönerler.
Günümüzde ortaokul fizik kitaplarında belirli atomların yapısal özellikleri, her elektron katmanındaki elektron dağılım kuralları ve farklı enerji seviyelerindeki elektron sayıları açıkça belirtilmiştir.
Bir atom sisteminde elektronlar temel olarak katmanlar halinde hareket eder; bazı atomlar yüksek enerji seviyelerinde, bazıları ise düşük enerji seviyelerindedir; Atomlar her zaman dış ortamdan (sıcaklık, elektrik, manyetizma) etkilendiklerinden, yüksek enerji seviyesindeki elektronlar kararsızdır ve kendiliğinden düşük enerji seviyesine geçebilir, etkisi absorbe edilebilir veya özel uyarılma etkileri üretip neden olabilir” kendiliğinden emisyon”. Dolayısıyla atom sisteminde yüksek enerji düzeyindeki elektronlar, düşük enerji düzeyine geçtiğinde iki durum ortaya çıkacaktır: “kendiliğinden emisyon” ve “uyarılmış emisyon”.
Kendiliğinden radyasyon, yüksek enerji durumlarındaki elektronlar kararsızdır ve dış ortamdan (sıcaklık, elektrik, manyetizma) etkilenerek kendiliğinden düşük enerji durumlarına göç eder ve fazla enerji foton şeklinde yayılır. Bu tür radyasyonun özelliği, her elektronun geçişinin bağımsız ve rastgele gerçekleşmesidir. Farklı elektronların kendiliğinden emisyonunun foton durumları farklıdır. Işığın kendiliğinden yayılması “tutarsız” bir durumdadır ve dağınık yönlere sahiptir. Bununla birlikte, kendiliğinden radyasyon, atomların kendi özelliklerine sahiptir ve farklı atomların kendiliğinden radyasyon spektrumları farklıdır. Bundan bahsetmişken, insanlara temel bir fizik bilgisini hatırlatıyor: “Herhangi bir nesnenin ısı yayma yeteneği vardır ve nesnenin sürekli olarak elektromanyetik dalgaları absorbe etme ve yayma yeteneği vardır. Isının yaydığı elektromanyetik dalgalar belirli bir spektrum dağılımına sahiptir. Bu spektrumun dağılımı nesnenin kendi özelliklerine ve sıcaklığına bağlıdır.” Bu nedenle termal radyasyonun varlığının nedeni atomların kendiliğinden emisyonudur.
Uyarılmış emisyonda, yüksek enerji düzeyindeki elektronlar, “koşullara uygun fotonların” “stimülasyonu” veya “indüksiyonu” altında düşük enerji düzeyine geçer ve gelen fotonla aynı frekansta bir foton yayar. Uyarılmış radyasyonun en büyük özelliği, uyarılmış radyasyon tarafından üretilen fotonların, uyarılmış radyasyon üreten gelen fotonlarla tamamen aynı duruma sahip olmasıdır. Onlar “tutarlı” bir durumdadırlar. Aynı frekansa ve aynı yöne sahiptirler ve ikisini birbirinden ayırmak tamamen imkansızdır. bunlar arasındaki farklar. Bu şekilde, bir foton, uyarılmış bir emisyon yoluyla iki özdeş fotona dönüşür. Bu, ışığın yoğunlaştığı veya "yükseltildiği" anlamına gelir.
Şimdi tekrar analiz edelim, daha fazla ve daha sık uyarılmış radyasyon elde etmek için hangi koşullara ihtiyaç vardır?
Normal şartlarda yüksek enerji seviyelerindeki elektronların sayısı her zaman düşük enerji seviyelerindeki elektronların sayısından azdır. Atomların uyarılmış radyasyon üretmesini istiyorsanız, yüksek enerji seviyelerindeki elektronların sayısını artırmak istersiniz, bu nedenle amacı daha fazlasını uyarmak olan bir "pompa kaynağına" ihtiyacınız vardır. Çok fazla sayıda düşük enerji seviyesindeki elektron, yüksek enerji seviyelerine atlar. yani yüksek enerji seviyesindeki elektronların sayısı, düşük enerji seviyesindeki elektronların sayısından daha fazla olacak ve bir “parçacık numarası tersine çevrilmesi” meydana gelecektir. Çok fazla yüksek enerji seviyesindeki elektron yalnızca çok kısa bir süre kalabilir. Zaman daha düşük bir enerji seviyesine sıçrayacak, dolayısıyla uyarılmış radyasyon emisyonu olasılığı artacaktır.
Elbette “pompa kaynağı” farklı atomlar için ayarlanmıştır. Elektronların “rezonansa girmesini” sağlar ve daha fazla düşük enerji seviyesindeki elektronun yüksek enerji seviyelerine sıçramasına izin verir. Okuyucular temel olarak lazerin ne olduğunu anlayabilirler. Lazer nasıl üretilir? Lazer, belirli bir "pompa kaynağının" etkisi altında bir nesnenin atomları tarafından "uyarılan" "ışık radyasyonudur". Bu lazer.
Gönderim zamanı: Mayıs-27-2024
