1. Prinsipe fan lasergeneraasje
De atoomstruktuer is as in lyts sinnestelsel, mei de atoomkearn yn 'e midden. De elektroanen draaie konstant om 'e atoomkearn, en de atoomkearn draait ek konstant.
De kearn bestiet út protonen en neutroanen. Protonen binne posityf laden en neutroanen binne ûnladen. It oantal positive ladingen dat de hiele kearn draacht is gelyk oan it oantal negative ladingen dat de hiele elektroanen drage, dus oer it algemien binne atomen neutraal foar de bûtenwrâld.
Wat de massa fan in atoom oanbelanget, konsintrearret de kearn it measte fan 'e massa fan it atoom, en de massa dy't troch alle elektroanen beset wurdt is tige lyts. Yn 'e atoomstruktuer nimt de kearn mar in lytse romte yn. De elektroanen draaie om 'e kearn, en de elektroanen hawwe in folle gruttere romte foar aktiviteit.
Atomen hawwe "ynterne enerzjy", dy't út twa dielen bestiet: ien is dat de elektroanen in baansnelheid en in bepaalde kinetische enerzjy hawwe; de oare is dat der in ôfstân is tusken de negatyf laden elektroanen en de posityf laden kearn, en der is in bepaalde hoemannichte potinsjele enerzjy. De som fan 'e kinetische enerzjy en potinsjele enerzjy fan alle elektroanen is de enerzjy fan it hiele atoom, dy't de ynterne enerzjy fan it atoom neamd wurdt.
Alle elektroanen draaie om de kearn; soms tichter by de kearn is de enerzjy fan dizze elektroanen lytser; soms fierder fuort fan 'e kearn is de enerzjy fan dizze elektroanen grutter; neffens de kâns op foarkommen ferdiele minsken de elektroanenlaach yn ferskillende "Enerzjynivo's"; Op in bepaald "Enerzjynivo" kinne der meardere elektroanen wêze dy't faak om in baan draaie, en elk elektron hat gjin fêste baan, mar dizze elektroanen hawwe allegear itselde nivo fan enerzjy; "Enerzjynivo's" binne isolearre fan elkoar. Ja, se binne isolearre neffens enerzjynivo's. It konsept fan "enerzjynivo" ferdielt elektroanen net allinich yn nivo's neffens enerzjy, mar ferdielt ek de baanromte fan elektroanen yn meardere nivo's. Koartsein, in atoom kin meardere enerzjynivo's hawwe, en ferskillende enerzjynivo's komme oerien mei ferskillende enerzjy's; guon elektroanen draaie op in "leech enerzjynivo" en guon elektroanen draaie op in "heech enerzjynivo".
Tsjintwurdich hawwe natuerkundeboeken foar middelbere skoallen de strukturele skaaimerken fan bepaalde atomen, de regels fan elektronferdieling yn elke elektronlaach, en it oantal elektroanen op ferskate enerzjynivo's dúdlik markearre.
Yn in atoomsysteem bewege elektroanen yn prinsipe yn lagen, mei guon atomen op hege enerzjynivo's en guon op lege enerzjynivo's; om't atomen altyd beynfloede wurde troch de eksterne omjouwing (temperatuer, elektrisiteit, magnetisme), binne elektroanen mei in heech enerzjynivo ynstabyl en sille se spontaan oergean nei in leech enerzjynivo, it effekt dêrfan kin opnommen wurde, of it kin spesjale eksitaasje-effekten produsearje en "spontane emisje" feroarsaakje. Dêrom, yn it atoomsysteem, as elektroanen mei in heech enerzjynivo oergeane nei lege enerzjynivo's, sille d'r twa manifestaasjes wêze: "spontane emisje" en "stimulearre emisje".
Spontane strieling, elektroanen yn hege-enerzjy steaten binne ynstabyl en, beynfloede troch de eksterne omjouwing (temperatuer, elektrisiteit, magnetisme), migrearje spontaan nei lege-enerzjy steaten, en oerstallige enerzjy wurdt útstrieled yn 'e foarm fan fotonen. It skaaimerk fan dit soarte strieling is dat de oergong fan elk elektron ûnôfhinklik útfierd wurdt en willekeurich is. De fotonsteaten fan spontane útstjit fan ferskate elektroanen binne oars. De spontane útstjit fan ljocht is yn in "ynkoherinte" steat en hat fersprate rjochtingen. Spontane strieling hat lykwols de skaaimerken fan 'e atomen sels, en de spektra fan spontane strieling fan ferskate atomen binne oars. Sprekkend hjirfan, herinnert it minsken oan in basiskennis yn 'e natuerkunde, "Elk objekt hat it fermogen om waarmte út te strielen, en it objekt hat it fermogen om kontinu elektromagnetyske weagen te absorbearjen en út te stjoeren. De elektromagnetyske weagen dy't útstrieled wurde troch waarmte hawwe in bepaalde spektrumferdieling. De ferdieling fan dit spektrum is relatearre oan 'e eigenskippen fan it objekt sels en syn temperatuer." Dêrom is de reden foar it bestean fan termyske strieling de spontane útstjit fan atomen.
By stimulearre emisje geane elektroanen mei in heech enerzjynivo oer nei in leech enerzjynivo ûnder de "stimulearring" of "ynduksje" fan "fotonen dy't geskikt binne foar de omstannichheden" en striele in foton út fan deselde frekwinsje as it ynfallende foton. It grutste skaaimerk fan stimulearre strieling is dat de fotonen dy't generearre wurde troch stimulearre strieling presys deselde steat hawwe as de ynfallende fotonen dy't stimulearre strieling generearje. Se binne yn in "koherinte" steat. Se hawwe deselde frekwinsje en deselde rjochting, en it is folslein ûnmooglik om de twa ferskillen tusken dy te ûnderskieden. Op dizze manier wurdt ien foton twa identike fotonen troch ien stimulearre emisje. Dit betsjut dat it ljocht yntinsiver wurdt, of "fersterke".
Litte wy no nochris analysearje, hokker betingsten binne nedich om hieltyd faker stimulearre strieling te krijen?
Under normale omstannichheden is it oantal elektroanen yn hege enerzjynivo's altyd minder as it oantal elektroanen yn lege enerzjynivo's. As jo wolle dat atomen stimulearre strieling produsearje, wolle jo it oantal elektroanen yn hege enerzjynivo's ferheegje, dus jo hawwe in "pompboarne" nedich, waans doel is om mear te stimulearjen. Tefolle elektroanen op leech enerzjynivo springe nei hege enerzjynivo's, sadat it oantal elektroanen op heech enerzjynivo mear sil wêze as it oantal elektroanen op leech enerzjynivo, en in "omkearing fan it oantal dieltsjes" sil foarkomme. Tefolle elektroanen op heech enerzjynivo kinne mar in heul koarte tiid bliuwe. De tiid sil nei in leger enerzjynivo springe, sadat de mooglikheid fan stimulearre emisje fan strieling sil tanimme.
Fansels is de "pompboarne" ynsteld foar ferskate atomen. It soarget derfoar dat de elektroanen "resonearje" en lit mear elektroanen mei in leech enerzjynivo nei hege enerzjynivo's springe. Lêzers kinne yn prinsipe begripe, wat is laser? Hoe wurdt laser produsearre? Laser is "ljochtstrieling" dy't "oanstutsen" wurdt troch de atomen fan in objekt ûnder de aksje fan in spesifike "pompboarne". Dit is laser.
Pleatsingstiid: 27 maaie 2024
