Слайд 2
«Лазер — это устройство, в котором энергия, например
тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в энергию электромагнитного поля —
лазерный луч.»
Н.Г. Басов
В 1960 г. Мейманом был создан первый аналогичный прибор, работающий в оптическом диапазоне, — лазер (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление света с помощью вынужденного излучения). Лазеры называют также оптическими квантовыми генераторами.
Слайд 3
Атомы поглощают световую энергию только определенными порциями —
квантами.
Когда атом поглощает световой квант — фотон, его
внутренняя энергия увеличивается.
Атом, у которого запас энергии больше, чем в основном состоянии, называют возбужденным.
Слайд 4
Первый шаг к лазеру
Пучок света, проходя через
любое вещество, ослаблялся , но в случае с некоторыми
кристаллами выяснилось, что световой луч не ослабляется, а усиливается! В падающем пучке появляется дополнительная энергия. Такой кристалл с дополнительной подсветкой — первый шаг к лазеру.
Слайд 5
В построенном Мейманом первом лазере рабочим телом был
цилиндр из розового рубина. Диаметр стержня был порядка 1
см, длина — около 5 см. Рубин представляет собой окись алюминия (Al2O3), в которой некоторые из атомов алюминия замещены атомами хрома. При поглощении света ионы хрома переходят в возбужденное состояние.
Слайд 7
При достаточной мощности лампы большинство ионов хрома переводится
в возбужденное состояние.
Процесс сообщения рабочему телу лазера энергии
для перевода атомов в возбужденное состояние называется накачкой.
Излученный при этом фотон может вызвать вынужденное испускание дополнительных фотонов, которые в свою очередь вызовут вынужденное излучение
Слайд 8
В результате образуется каскад фотонов.
До вспышки лампы
ионы хрома находятся в основном состоянии (черные кружки на
рис.а).
Свет накачки (сплошные стрелки на рис.б) переводит большинство ионов в возбужденное состояние (светлые кружки).
Каскад начинает развиваться, когда возбужденные ионы спонтанно излучают фотоны (штриховые стрелки на рис.в) в направлении, параллельном оси кристалла.
Фотоны размножаются за счет вынужденного излучения. Этот процесс развивается (рис.г и д), так как фотоны многократно проходят вдоль кристалла, отражаясь от его торцов.
Слайд 9
Процесс образования каскада фотонов
Слайд 10
В 1961 г. Джаваном был создан первый газовый
лазер, работающий на смеси гелия и неона.
В 1963
г. были созданы первые полупроводниковые лазеры.
Слайд 11
В настоящее время список лазерных материалов насчитывает
много десятков твердых, жидких и газообразных веществ. Одни лазеры
работают в импульсном, другие—в непрерывном режиме.
Слайд 12
Если цилиндрический сосуд наполнить смесью гелия и
у неона, внутрь его поместить металлические электроды и подать
на них высокое напряжение, то смесь газов начнет светиться красноватым светом, почти таким же, как и неоновая реклама .
Слайд 13
Гелий-неоновый лазер:
а - схема лазера на смеси
гелия и неона;
Слайд 14
б - схема энергетических уровней гелия и неона.
Слайд 15
Позже,химики заключили ион неодима в атомную кольчугу. Эта
кольчуга позволяет ему удержать энергию возбуждения.
Слайд 16
Было получено такое химическое соединение, в котором
ион неодима находится среди связанных с ним атомов кислорода,
а они в свою очередь связаны со сложными органическими группами атомов — лигандами.
Слайд 17
Но лиганды не ограничиваются ролью защитников неодима.
Они обладают еще замечательным свойством: поглощая излучение в широких
областях спектра, лиганд возбуждается и при этом либо сразу переходит в основное состояние, либо долго остается в возбужденном состоянии.
Слайд 18
Частота электромагнитных колебаний излучения рубинового лазера 430 ТГц
(4,3 • 1014 Гц) — в миллион раз превосходит
частоту, на которой работает телевидение в наше время. Поэтому в принципе один лазерный луч способен транслировать миллионы телевизионных программ и миллиарды радиопередач.
Слайд 19
Применение лазеров
Они используются в технике для сварки, резки,
и плавления металлов;
В медицине - как бескровные скальпели,
при лечении глазных и кожных болезней.
Лазерная локация позволила измерить скорость вращения планет, уточнить характеристики движения Луны и планеты Венера.
Слайд 20
Лазеры используются также в различных приборах для тонких
физических исследований.
Наконец, применяя лазеры для нагрева плазмы, пытаются
с их помощью решить проблему управляемого термоядерного синтеза.
Слайд 21
Список использованной литературы
Ахматова А.С., «Физика, часть2. Оптика
и волны», М., 1973г., изд. «Наука».
Громов С.В.,
«Физика 11», 3 издание, М., 2002г., изд. «Просвещение».
«Детская энциклопедия» Т.3 «Вещество и энергия», издание 3, М., 1973г., изд. «Педагогика».
Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Учебник для углубленного изучения физики «Оптика. Квантовая физика», М., 2002г., изд. «Дрофа».
