5.2.4 Лазер

Видеоурок 1: Лазер. Как работает лазер?

Лекция: Лазер

Такой оптический прибор, как лазер - это выдающееся открытия в физике 20 столетия. Сегодня он используется, как в науке, технике, а также в быту.

Лазер - это слово, образованное сокращениями терминов из английского языка. В переводе на наш язык - это вынужденное излучение.

Итак, рассмотри атом, в котором электрон переходит с одного стационарного уровня на другой. В результате этого происходит излучение энергии:

Если никаких внешних сил не действует на атом, то электрон однажды самопроизвольно перейдет в свое стационарное состояние. Однако, под действием дополнительных сил можно заставить его излучать энергию, перепрыгивая с одного уровня на более низкий. Чтобы перескок произошел, на электрон следует действовать частотой, которая будет совпадать с внутренней частотой перехода.

Если переход атома в иной энергетический уровень вызвано внешним полем, то такой переход называется индуцированным. В результате этого происходить индуцированное излучение.

Итак, если на некоторой атом упадет энергия, имеющая частоту, кратную излучению атома, то он перейдет из одного энергоуровня на другой. В результате падения выделиться еще одна порция энергии, равная той, которая налетела на возбужденный атом. То есть атом начинает излучать. Таким образом, и происходит излучение лазером.

Схема лазера

Под номером 1 находится активная среда, например, рубидий. Атомы именно этого элемента в результате действия внешнего поля начинают излучать. К активной среде присоединены прозрачное зеркало (3) и полупрозрачное зеркало (4). Эти зеркала позволяют сделать луч лазера интенсивнее.

В результате того, что происходит вспышка (2), атомы рубидия переходят в возбужденное состояние, в результате чего они переходят с одного энергетического уровня на другой. Это приводит к выделению еще большей энергии, которая увеличивается под действием зеркал. Зеркала направляют энергию возбужденных атомов на те, которые не были затронуты в результате вспышки. Когда все атомы перешли в иной энергетический уровень образуется луч (5).