Referat la fizica - Laserele

L A S E R E

Dispozitivele electronice numite lasere produc o forma speciala de lumina. Ele pot suda tesuturi, pot transmite programele TV prin cabluri optice si pot ghida proiectile la tintele lor cu o precizie incredibila.

Lumina alba, provenita de la soare sau de la un bec electric obisnuit, creeaza impresia ca ar fi aproape pura. Dar acest fapt este departe de a fi adevarat. Lumina este o forma de radiatie in unde, iar lumina alba contine un amestec de radiatii de diferite lungimi de unda. Vazuta separat, fiecare lungime de unda da o senzatie diferita de culoare. Dar amestecul de raze din lumina solara pare alb. Uneori razele de diferite lungimi de unda din lumina alba sunt separate, cand lumina soarelui bate pe picaturi de ploaie. In acele momente putem vedea culorile componente ale luminii albe sub forma unui curcubeu.

Lumina in care toate undele au aceeasi lungime are o culoare distincta si poate fi considerata pura. In lumina colorata, obisnuita, undele se ridica si coboara in timpuri diferite si se spune ca lumina este incoerenta. Un laser emite lumina de o singura lungime de unda, in asa fel incat ea sa fie coerenta – toate undele se ridica si coboara in acelasi timp. Acesta este faptul care confera luminii laser proprietatile sale deosebite.

Lumina incoerenta se imprastie intotdeauna pe masura ce se indeparteaza de sursa ei. Astfel intensitatea sa scade, treptat, o data cu distanta. Lumina coerenta nu se imprastie aproape deloc, astfel incat un fascicul subtire de lumina, provenit de la un laser, poate fi transmis pe o distanta foarte mare cu o pierdere de energie foarte mica. De aceea, un fascicul laser puternic ar putea fi folosit drept arma – „raza mortala" din povestirile science fiction.

Utilizarile pasnice ale laserelor depasesc numeric aplicatiile lor militare. Datorita faptului ca o cantitate mare de energie poate fi concentrata intr-un fascicul subtire, lumina laser poate fi folosita la taierea si sudarea metalelor. Se practica operatii spectaculoase in care fascicule extrem de fine de lumina laser sunt tot mai mult folosite pentru taierea tesuturilor umane. Instrumente de taiat obisnuite necesita sterilizare si se tocesc repede. Aceste inconveniente sunt eliminate prin folosirea unui fascicul laser, care in plus mai are avantajul ca reduce hemoragia, deoarece caldura sa tinde sa inchida tesuturile taiate. Alte utilizari medicale ale luminii laser sunt prevenirea hemoragiei in ulcerele gastrice su sudarea retinei desprinse la fundul ochiului.

Asemenea undelor radio generate la posturile de emisie, undele de lumina emise de laser pot „transmite" semnale de radio, de televiziune si altele. Fasciculele laser care transmit semnale sunt conduse prin cablaje din fibre optice. Numele de laser rezuma felul in care functioneaza acesta, laser fiind prescurtarea pentru Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificarea Luminii prin Emisie Stimulata a Radiatiei).

Lumina este o forma de radiatie electromagnetica ce se produce atunci cand electronii care se rotesc in jurul nucleului unui atom cedeaza o parte din energia lor. Electronii pot sa se in anumite zone distincte si emit energie daca trec dintr-o exterioara, de energie mai mare, pe o orbita interioara, de energie mai mica. Intai electronii trebuie excitati, adica trebuie sa primeasca energie in plus. Aceasta se poate face pe mai multe cai, cum ar fi incalzirea substantei, suprapunerea sa la un camp electric intens sau bombardarea sa cu un curent de electroni liberi.

Cand electronii sunt excitati, ei absorb energie si sar pe orbite exterioare. De obicei ei revin la intamplare la orbita lor interioara. In acest proces, fiecare electron emite o particula de energie luminoasa numita foton. Producerea luminii are loc, in mod normal, in acest fel si se numeste emisie spontana.

In cazul laserului, electronii excitati dintr-un solid sau gaz sunt bombardati cu fotoni. Acest fapt determina trecerea electronilor pe orbite de energie mai mica si o emisie de fotoni. Acest proces se numeste emisie stimulata. Fiecare foton emis sa deplaseaza in acelasi timp, sau coerent, cu fotonul care a stimulat emisia sa. Aceasta pereche poate sa stimuleze apoi emisia altor fotoni de catre orice alt electron cu care se ciocneste. La un laser, majoritatea electronilor prezenti sunt in stare excitata si acest fapt asigura cresterea rapida sau amplificarea numarului de fotoni prin stimularea succesiva a electronilor excitati. Rezultatul este un fascicul intens de lumina coerenta.

O lanterna emite lumina incoerenta. Aceasta lumina consta dintr-un amestec de unde luminoase de diferite lungimi de unda. Un laser emite lumina coerenta. Toate undele au aceeasi lungime si acelasi traseu. Lumina provenita de la lanterna formeaza un fascicul care se imprastie treptat. Fasciculul laser ramane aproape paralel.

download