LUMINA LASER – amplificarea cuantica a luminii

mai-tinerii-care-indreapta-laserele-spre-aeronave-risca-sanctiuni-aspre-1347442659

Amplificarea cuantica a luminii este un fenomen care se produce in cazul interactiunii luminii cu anumite substante ce pot emite cuante de energie de aceeasi frecventa, faza si directie de propagare ca ale undelor care au indus emisia acestor cuante.

Fenomenul se produce doar in anumite conditii specifice si se bazeaza pe procesul de emisie stimulata. Un atom sau un sistem cuantic de particule, ce pot fi atomi, ioni sau molecule, au capacitatea de a trece dintr-o stare energetica in alta emitand sau absorbind cuante de energie. Acest proces de trecere de pe un nivel energetic inferior pe unul superior are loc numai cu absorbtia unei anumite cantitati de energie, egala cu diferenta energiilor de pe cele doua nivele. Invers, recerea de pe un nivel superior pe unul inferior are loc cu emisie de energie. Procesul se poate produce spontan sau stimulat, in acest din urma caz acesta are loc doar sub actiunea unei energii exterioare.

Un atom care absoarbe un foton incident trece intr-o stare energetica superioara, dar instabila, revenind apoi intr-o stare energetica inferioara si emitand doi fotoni similari cu cel absorbit; iar doi fotoni absorbiti vor provoca emisia a patru fotoni etc.

Numarul de fotoni emisi stimulat va fi cu atat mai mare cu cat numarul de atomi aflati intr-o stare energetica superoara va fi mai mare. La echilibru termodinamic, in mod normal, intr-o stare energetica superioara se gasesc mai putine particule (atomi, ioni sau molecule) decat intr-una inferioara. Astfel, emisia stimulata se produce cand are loc o inversiune a numarului de particule din cele doua stari, procs care se numeste  „inversiune a populatiilor”.

Albert Einstein a studiat acest fenomen inca din 1917, insa realizarea practica a fost posibila abia in a doua jumatate a secolului XX, cand a fost posibil sa se obtina o inversiune a populatiilor. Procedeul a fost numit  „pompaj optic” si a fost inventat de A. Kastler. Mai tarziu au fost inventati laserii, dispozitive complexe in care se realizeaza amplificaea cuantica a luminii.rubylaser2-300x209

Fenomenul are locastfel: intr-o substanta unde se petrece aceasta amplificare, un foton care strabate aceasta substanta cu viteza luminii provoaca intr-un timp scurt emisia unui numar foarte mare de fotoni similari cu el, de viteza,frecventa si faza identice si care se propag impreuna producand un fascicol de lumina foarte intens. Astfel, fotonul exterior care a provocat emisiile stimulate iese din dispoitiv amplificat sub forma de lumina laser.

Lumina laser are o serie de proprietati specificecare si-au gasit aplicabilittea in numeroase domenii. Putand fi concentrata intr-un fascicol extrem de ingust, dar de intensitate si putere foarte mari, lumina laser este utilizata in telecomunicatii, industrie,astronautica, medicina, cercetare stiintifica si in multe alte domenii.

Anunțuri

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s