1. Лазердик генерациянын принциби
Атомдук түзүлүшү кичинекей Күн системасы сыяктуу, атом ядросу ортосунда. Электрондор атомдук ядронун айланасында тынымсыз айланып турат, атомдук ядро да тынымсыз айланып турат.
Ядро протондор менен нейтрондордон турат. Протондор оң заряддуу, ал эми нейтрондор зарядсыз. Бүткүл ядро алып жүргөн оң заряддардын саны бүт электрондор алып жүргөн терс заряддардын санына барабар, ошондуктан жалпысынан атомдор тышкы дүйнөгө нейтралдуу.
Атомдун массасына келсек, ядро атомдун массасынын көпчүлүк бөлүгүн топтойт жана бардык электрондор ээлеген масса өтө аз. Атомдук түзүлүштө ядро кичинекей гана мейкиндикти ээлейт. Электрондор ядронун айланасында айланып, электрондор активдүүлүк үчүн бир топ чоң мейкиндикке ээ.
Атомдордун «ички энергиясы» бар, ал эки бөлүктөн турат: биринчиси, электрондор орбиталык ылдамдыкка жана белгилүү кинетикалык энергияга ээ; экинчиси терс заряддуу электрондор менен оң заряддуу ядронун ортосунда аралык бар жана белгилүү бир потенциалдык энергия бар. Бардык электрондордун кинетикалык энергиясы менен потенциалдык энергиясынын суммасы бүт атомдун энергиясы болуп саналат, ал атомдун ички энергиясы деп аталат.
Бардык электрондор ядронун айланасында айланат; кээде ядрого жакыныраак, бул электрондордун энергиясы азыраак болот; кээде ядродон алысыраакта бул электрондордун энергиясы чоңураак болот; пайда болуу ыктымалдыгына жараша адамдар электрон катмарын ар кандай ” “Энергиялык деңгээлге” бөлүшөт; Белгилүү бир “Энергия деңгээлинде” тез-тез айланып турган бир нече электрондор болушу мүмкүн жана ар бир электрондун туруктуу орбитасы жок, бирок бул электрондордун бардыгынын энергия деңгээли бирдей; "Энергия деңгээли" бири-биринен обочолонгон. Ооба, алар энергия деңгээлине жараша обочолонгон. «Энергетикалык деңгээл» түшүнүгү электрондорду энергияга жараша деңгээлдерге гана бөлбөстөн, электрондордун орбиталык мейкиндигин да бир нече деңгээлдерге бөлөт. Кыскача айтканда, бир атомдун бир нече энергия деңгээли болушу мүмкүн жана ар кандай энергия деңгээли ар кандай энергияга туура келет; кээ бир электрондор "төмөн энергия деңгээлинде" жана кээ бир электрондор "жогорку энергия деңгээлинде" айланат.
Азыркы учурда орто мектептин физика китептеринде кээ бир атомдордун структуралык мүнөздөмөлөрү, ар бир электрон катмарында электрондордун бөлүштүрүлүшүнүн эрежелери жана ар кандай энергетикалык деңгээлдердеги электрондордун саны так белгиленген.
Атомдук системада электрондор, негизинен, катмарлар менен кыймылдайт, кээ бир атомдор жогорку энергетикалык деңгээлде, кээ бирлери төмөнкү энергиялык деңгээлде; анткени атомдор ар дайым тышкы чөйрөнүн (температура, электр, магнетизм) таасиринде болгондуктан, жогорку энергетикалык деңгээлдеги электрондор туруксуз жана төмөнкү энергетикалык деңгээлге өзүнөн-өзү өтүшү мүмкүн, анын эффектиси жутулушу мүмкүн, же өзгөчө дүүлүктүрүүчү эффекттерди жаратышы мүмкүн. спонтандык эмиссия». Демек, атомдук системада жогорку энергиялык дењгээлдеги электрондор төмөнкү энергиялык дењгээлдерге өткөндө эки көрүнүш болот: "стимулданган эмиссия" жана "стимулданган эмиссия".
Спонтандык нурлануу, жогорку энергиялуу абалдагы электрондор туруксуз жана тышкы чөйрөнүн (температура, электр, магнетизм) таасиринде өзүнөн-өзү аз энергиялуу абалга көчүп, ашыкча энергия фотондор түрүндө нурланат. Мындай нурлануунун өзгөчөлүгү ар бир электрондун өтүшү өз алдынча ишке ашат жана кокустук болуп саналат. Ар кандай электрондордун спонтандык эмиссиясынын фотондук абалы ар түрдүү. Жарыктын стихиялуу эмиссиясы “когерентсиз” абалда жана чачыранды багыттарга ээ. Бирок спонтандык нурлануу атомдордун өзүнө тиешелүү өзгөчөлүктөргө ээ, ал эми ар кандай атомдордун өзүнөн-өзү нурлануу спектрлери ар башка. Бул тууралуу айтып жатып, физикадагы негизги билимди эске салат, «Кандай гана объект болбосун жылуулукту чыгаруучу касиетке ээ, ал эми объект электромагниттик толкундарды тынымсыз жутуп, чыгаруучу касиетке ээ. Жылуулук менен нурлануучу электромагниттик толкундар белгилүү бир спектр бөлүштүрүүгө ээ. Бул спектр Бөлүштүрүү объектинин өзүнүн касиеттери жана анын температурасы менен байланыштуу. Демек, жылуулук нурлануунун бар болушунун себеби атомдордун өзүнөн-өзү чыгышы.
Стимулдаштырылган эмиссияда жогорку энергиялык деңгээлдеги электрондор “шарттарга ылайыктуу фотондордун” “стимулдашуусу” же “индукциясы” астында төмөнкү энергиялык деңгээлге өтүшөт жана түшкөн фотон менен бирдей жыштыктагы фотонду чыгарышат. Стимулданган нурлануунун эң чоң өзгөчөлүгү – стимулданган нурлануунун натыйжасында пайда болгон фотондордун, стимулданган нурланууну пайда кылган түшкөн фотондордун абалына дал келиши. Алар "ырааттуу" абалда. Алардын жыштыгы жана багыты бирдей, экөөнү айырмалоо таптакыр мүмкүн эмес. алардын ортосундагы айырмачылыктар. Ошентип, бир фотон бир стимулданган эмиссия аркылуу эки окшош фотонго айланат. Бул жарык күчөп, же "күчөйт" дегенди билдирет.
Эми дагы бир жолу талдап көрөлү, стимулданган нурланууну көбүрөөк алуу үчүн кандай шарттар керек?
Кадимки шарттарда жогорку энергетикалык деңгээлдердеги электрондордун саны азыраак энергия деңгээлиндеги электрондордун санынан дайыма аз болот. Эгерде сиз атомдордун стимулданган нурланууну жаратышын кааласаңыз, анда сиз жогорку энергия деңгээлиндеги электрондордун санын көбөйтүүнү кааласаңыз, анда сизге "насос булагы" керек, анын максаты көбүрөөк стимулдаштыруу болуп саналат. , ошондуктан жогорку энергия деңгээлиндеги электрондордун саны төмөнкү энергия деңгээлиндеги электрондордун санынан көп болот жана "бөлүкчөлөрдүн санынын өзгөрүшү" пайда болот. Өтө көп жогорку энергия деңгээлиндеги электрондор өтө кыска убакытка гана кала алат. Убакыт төмөнкү энергетикалык деңгээлге секирип кетет, ошондуктан радиациянын стимулданган эмиссиясынын мүмкүнчүлүгү жогорулайт.
Албетте, "насос булагы" ар кандай атомдор үчүн белгиленген. Бул электрондорду "резонанстуу" кылат жана азыраак энергиялуу электрондорго жогорку энергиялуу деңгээлге секирүүгө мүмкүндүк берет. Окурмандар негизинен түшүнө алат, лазер деген эмне? Лазер кантип өндүрүлөт? Лазер - бул белгилүү бир "насос булагынын" таасири астында объекттин атомдору тарабынан "толкунданган" "жарык нурлануу". Бул лазер.
Посттун убактысы: 27-май-2024
