Laze là gì? nguồn phát Laze. Hiện tượng phát xạ cảm ứng

Vật lý 12.VI Lượng tử ánh sáng vatlypt.com 27/10/16 12,289 0
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 27/10/16
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,513 | 4,311

    Hà Nội

    Laze phiên âm tiếng anh LASER (Light Amplifier by Stimulated Emission of Radiation: máy khuyếch đại ánh sáng bằng sự phát xạ cảm ứng) tia sáng do Laze phát ra được gọi là tia Laze.
    Hình minh họa nguồn phát tia-Laze
    [​IMG]
    1/ Hiện tượng phát xạ cảm ứng:
    Nếu một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một photon có năng lượng ε$_{1}$ = hf, bắt gặp một photon có năng lượng ε$_{2}$ = hf bay lướt qua nó thì lập tức nguyên tử ngày cũng phát ra photon ε$_{1}$.

    Photon ε$_{1}$ có cùng năng lượng và bay cùng phương với photon ε$_{2 }$(sóng điện từ ứng với photon ε$_{1 }$hoàn toàn cùng pha và dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon ε$_{2}$)

    Như vậy nếu có một photon ban đầu bay qua một loạt các nguyên tử đang ở trạng thái kích thích thì số photon của các nguyên tử phát ra sẽ tăng lên theo cấp số nhân.

    Về mặt cấu tạo, người ta chia laze ra làm 3 loại: Laze-rắn, laze-khí và laze-bán dẫn. Bút chỉ bảng (phát ra ánh sáng đỏ) thường dùng thuộc loại laze-bán dẫn.
    2/ Cấu tạo của Laze rắn: Laze-Rubi (hồng ngọc)
    Rubi (hồng ngọc) là Al$_{2}$O$_{3}$ có pha Cr$_{2}$O$_{3}$. Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion Cr phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản => màu của Laze cũng là màu Rubi
    Cấu tạo nguồn phát Laze Rubi (hồng ngọc) Bề mặt phản xạ 95% được gọi là gương bán mạ.
    [​IMG]
    3/ Nguyên tắc hoạt động của nguồn phát Laze:
    Dùng một đèn phóng điện xeon để chiếu sáng rất mạnh thanh Rubi và đưa một số lớn ion crom lên trạng thái kích thích. Nếu có 1 ion crom bức xạ theo phương vuông góc với hai bề mặt phản xạ thì ánh sáng sẽ phản xạ đi phản xạ lại nhiều lần giữa hai bề mặt phản xạ và sẽ làm cho một loạt các ion crôm phát xạ cảm ứng. Ánh sáng sẽ được khuếch đại lên nhiều lần, chùm tia-Laze sẽ đi ra từ gương bán mạ.
    Mô phỏng hoạt động động của nguồn phát tia-Laze Rubi sử dụng đèn điện xeon để chuyển các phân tử crom lên trạng thái kích thích.
    [​IMG]
    4/ Ứng dụng của Laze:
    Trong Y học lợi dụng khả năng có thể tập trung năng lượng củ chùm tia laze vào một vùng rất nhỏ, người ta dùng tia laze như một dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi như mắt, mạch máu ... ngoài ra người ta cũng sử dụng tác dụng nhiệt của laze để chữa một số bệnh ngoài da.
    Ứng dụng của laze trong phẫu thuật
    [​IMG]
    Trong thông tin liên lạc, do có tính định hướng và tần số rất cao nên tia laze có ưu thế đặc biệt trong liên lạc vô tuyến (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển các con tàu vũ trụ ...)
    Do có tính kết hợp và cường độ cao nên các tia laze được sử dụng rất tốt trong việc truyền tin bằng cáp quang
    xem thêm: Tìm hiểu về cáp quang, truyền dẫn dữ liệu bằng cáp quang
    Trong công nghiệp tia-Laze có cường độ lớn và định hướng cao nên nó được dùng trong công việc như cắt, khoan, khắc ... với độ chính xác rất cao.

    Trong trắc địa tia Laze được dùng để đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng ...

    nguồn: vật lý phổ thông ôn thi quốc gia
Share Share