1. Lazer hosil qilish prinsipi
Atom tuzilishi kichik quyosh tizimiga o'xshaydi, o'rtada atom yadrosi joylashgan.Elektronlar atom yadrosi atrofida doimiy ravishda aylanadi va atom yadrosi ham doimiy ravishda aylanadi.
Yadro proton va neytronlardan tashkil topgan.Protonlar musbat zaryadlangan va neytronlar zaryadsizdir.Butun yadro tomonidan olib boriladigan musbat zaryadlar soni butun elektronlar tomonidan olib boriladigan manfiy zaryadlar soniga teng, shuning uchun odatda atomlar tashqi dunyo uchun neytraldir.
Atomning massasiga kelsak, yadro atom massasining katta qismini to'playdi va barcha elektronlar egallagan massa juda kichikdir.Atom tuzilishida yadro faqat kichik joyni egallaydi.Elektronlar yadro atrofida aylanadi va elektronlar faollik uchun juda katta maydonga ega.
Atomlar ikki qismdan iborat "ichki energiya" ga ega: biri elektronlar orbita tezligiga va ma'lum bir kinetik energiyaga ega;ikkinchisi - manfiy zaryadlangan elektronlar va musbat zaryadlangan yadro o'rtasida masofa mavjud bo'lib, ma'lum miqdorda potentsial energiya mavjud.Barcha elektronlarning kinetik energiyasi va potentsial energiyasining yig'indisi butun atomning energiyasi bo'lib, u atomning ichki energiyasi deb ataladi.
Barcha elektronlar yadro atrofida aylanadi;ba'zan yadroga yaqinroq, bu elektronlarning energiyasi kichikroq;ba'zan yadrodan uzoqroqda, bu elektronlarning energiyasi kattaroq bo'ladi;paydo bo'lish ehtimoliga ko'ra, odamlar elektron qatlamni turli xil ” "Energiya darajasi" ga bo'lishadi;Muayyan "Energiya darajasi" da tez-tez aylanib yuradigan bir nechta elektronlar bo'lishi mumkin va har bir elektronning qattiq orbitasi yo'q, lekin bu elektronlarning barchasi bir xil energiya darajasiga ega;"Energiya darajalari" bir-biridan ajratilgan.Ha, ular energiya darajasiga qarab ajratilgan."Energiya darajasi" tushunchasi nafaqat elektronlarni energiyaga ko'ra darajalarga ajratadi, balki elektronlarning orbita bo'shlig'ini bir necha darajalarga ajratadi.Muxtasar qilib aytganda, atom bir nechta energiya darajalariga ega bo'lishi mumkin va turli energiya darajalari turli energiyalarga mos keladi;ba'zi elektronlar "past energiya darajasida" va ba'zi elektronlar "yuqori energiya darajasida" aylanishadi.
Hozirgi vaqtda o'rta maktab fizikasi kitoblarida ma'lum atomlarning strukturaviy xususiyatlari, har bir elektron qatlamda elektron taqsimoti qoidalari va turli energiya darajasidagi elektronlar soni aniq belgilab qo'yilgan.
Atom tizimida elektronlar asosan qatlamlarda harakat qiladi, ba'zi atomlar yuqori energiya darajasida, ba'zilari esa past energiya darajasida;atomlar har doim tashqi muhit (harorat, elektr, magnitlanish) ta'sirida bo'lganligi sababli, yuqori energiya darajasidagi elektronlar beqaror va past energiya darajasiga o'z-o'zidan o'tadi, uning ta'siri so'rilishi mumkin yoki maxsus qo'zg'alish effektlarini keltirib chiqarishi mumkin. spontan emissiya".Shuning uchun atom tizimida yuqori energiya darajasidagi elektronlar past energiya darajasiga o'tganda, ikkita ko'rinish bo'ladi: "o'z-o'zidan emissiya" va "rag'batlantiruvchi emissiya".
O'z-o'zidan nurlanish, yuqori energiyali holatlardagi elektronlar beqaror bo'lib, tashqi muhit (harorat, elektr, magnitlanish) ta'sirida o'z-o'zidan past energiyali holatlarga o'tadi va ortiqcha energiya fotonlar shaklida nurlanadi.Bunday nurlanishning o'ziga xos xususiyati shundaki, har bir elektronning o'tishi mustaqil ravishda amalga oshiriladi va tasodifiydir.Turli elektronlarning spontan emissiyasining foton holatlari har xil.Nurning o'z-o'zidan emissiyasi "muvofiq" holatda va tarqoq yo'nalishlarga ega.Biroq, spontan nurlanish atomlarning o'ziga xos xususiyatlariga ega va turli atomlarning o'z-o'zidan nurlanish spektrlari har xil.Bu haqda gapirar ekanmiz, odamlarga fizikadagi asosiy bilimlarni eslatib turadi, “Har qanday ob'ekt issiqlik chiqarish qobiliyatiga ega, ob'ekt esa elektromagnit to'lqinlarni uzluksiz singdirish va chiqarish qobiliyatiga ega.Issiqlik bilan tarqaladigan elektromagnit to'lqinlar ma'lum bir spektr taqsimotiga ega.Ushbu spektr taqsimot ob'ektning o'zi va uning harorati bilan bog'liq.Shuning uchun termal nurlanishning mavjudligining sababi atomlarning o'z-o'zidan chiqishidir.
Rag'batlantirilgan emissiyada yuqori energiya darajasidagi elektronlar "sharoitga mos keladigan" fotonlarning "stimulyatsiyasi" yoki "induksiyasi" ostida past energiya darajasiga o'tadi va tushgan foton bilan bir xil chastotali fotonni chiqaradi.Rag'batlantirilgan nurlanishning eng katta xususiyati shundaki, rag'batlantirilgan nurlanish natijasida hosil bo'lgan fotonlar rag'batlantirilgan nurlanishni hosil qiluvchi hodisa fotonlari bilan bir xil holatga ega.Ular "muvofiq" holatda.Ular bir xil chastota va bir xil yo'nalishga ega va ikkalasini farqlash mutlaqo mumkin emas.ular orasidagi farqlar.Shunday qilib, bitta foton bitta stimulyatsiya qilingan emissiya orqali ikkita bir xil fotonga aylanadi.Bu yorug'lik kuchayganini yoki "kuchaytirilishini" anglatadi.
Endi yana bir bor tahlil qilaylik, ko'proq va tez-tez stimulyatsiya qilingan nurlanishni olish uchun qanday shartlar kerak?
Oddiy sharoitlarda yuqori energiya darajasidagi elektronlar soni har doim past energiya darajasidagi elektronlar sonidan kamroq bo'ladi.Agar siz atomlarning ogohlantirilgan nurlanish hosil qilishini istasangiz, siz yuqori energiya darajasidagi elektronlar sonini ko'paytirishni xohlaysiz, shuning uchun sizga "nasos manbai" kerak bo'ladi, uning maqsadi ko'proq stimulyatsiya qilishdir. Juda ko'p past energiya darajasidagi elektronlar yuqori energiya darajasiga o'tadi , shuning uchun yuqori energiya darajasidagi elektronlar soni past energiya darajasidagi elektronlar sonidan ko'proq bo'ladi va "zarrachalar sonining o'zgarishi" sodir bo'ladi.Juda ko'p yuqori energiya darajasidagi elektronlar juda qisqa vaqt ichida qolishi mumkin.Vaqt pastroq energiya darajasiga o'tadi, shuning uchun radiatsiyaning rag'batlantirilgan emissiyasi ehtimoli ortadi.
Albatta, "nasos manbai" turli atomlar uchun o'rnatiladi.Bu elektronlarni "rezonans" qiladi va ko'proq past energiya darajasidagi elektronlarning yuqori energiya darajasiga o'tishiga imkon beradi.O'quvchilar asosan tushunishlari mumkin, lazer nima?Lazer qanday ishlab chiqariladi?Lazer - bu ma'lum bir "nasos manbai" ta'sirida ob'ektning atomlari tomonidan "qo'zg'atilgan" "yorug'lik nurlanishi".Bu lazer.
Xabar vaqti: 27-may 2024-yil
