1. Parimi i gjenerimit të lazerit
Struktura atomike është si një sistem i vogël diellor, me bërthamën atomike në mes. Elektronet rrotullohen vazhdimisht rreth bërthamës atomike, dhe bërthama atomike gjithashtu rrotullohet vazhdimisht.
Bërthama përbëhet nga protone dhe neutrone. Protonet janë të ngarkuara pozitivisht dhe neutronet janë të pangarkuara. Numri i ngarkesave pozitive që mbart e gjithë bërthama është i barabartë me numrin e ngarkesave negative që mbartin të gjitha elektronet, kështu që në përgjithësi atomet janë neutrale ndaj botës së jashtme.
Sa i përket masës së një atomi, bërthama përqendron pjesën më të madhe të masës së atomit, dhe masa e zënë nga të gjitha elektronet është shumë e vogël. Në strukturën atomike, bërthama zë vetëm një hapësirë të vogël. Elektronet rrotullohen rreth bërthamës, dhe elektronet kanë një hapësirë shumë më të madhe për aktivitet.
Atomet kanë "energji të brendshme", e cila përbëhet nga dy pjesë: njëra është se elektronet kanë një shpejtësi orbitale dhe një energji kinetike të caktuar; tjetra është se ekziston një distancë midis elektroneve të ngarkuara negativisht dhe bërthamës së ngarkuar pozitivisht, dhe ekziston një sasi e caktuar energjie potenciale. Shuma e energjisë kinetike dhe energjisë potenciale të të gjitha elektroneve është energjia e të gjithë atomit, e cila quhet energjia e brendshme e atomit.
Të gjitha elektronet rrotullohen rreth bërthamës; ndonjëherë më afër bërthamës, energjia e këtyre elektroneve është më e vogël; ndonjëherë më larg bërthamës, energjia e këtyre elektroneve është më e madhe; sipas probabilitetit të ndodhjes, njerëzit e ndajnë shtresën e elektroneve në "Nivel Energjie" të ndryshëm; Në një "Nivel Energjie" të caktuar, mund të ketë shumë elektrone që orbitojnë shpesh, dhe secili elektron nuk ka një orbitë të fiksuar, por të gjithë këta elektrone kanë të njëjtin nivel energjie; "Nivelet e Energjisë" janë të izoluara nga njëri-tjetri. Po, ato janë të izoluara sipas niveleve të energjisë. Koncepti i "niveleve të energjisë" jo vetëm që i ndan elektronet në nivele sipas energjisë, por gjithashtu e ndan hapësirën orbitale të elektroneve në nivele të shumëfishta. Shkurt, një atom mund të ketë nivele të shumëfishta energjie, dhe nivele të ndryshme energjie korrespondojnë me energji të ndryshme; disa elektrone orbitojnë në një "nivel të ulët energjie" dhe disa elektrone orbitojnë në një "nivel të lartë energjie".
Në ditët e sotme, librat e fizikës së shkollës së mesme kanë shënuar qartë karakteristikat strukturore të atomeve të caktuara, rregullat e shpërndarjes së elektroneve në secilën shtresë elektronike dhe numrin e elektroneve në nivele të ndryshme energjie.
Në një sistem atomik, elektronet lëvizin në thelb në shtresa, me disa atome në nivele të larta energjie dhe disa në nivele të ulëta energjie; për shkak se atomet ndikohen gjithmonë nga mjedisi i jashtëm (temperatura, elektriciteti, magnetizmi), elektronet me nivel të lartë energjie janë të paqëndrueshme dhe do të kalojnë spontanisht në një nivel të ulët energjie, efekti i tyre mund të absorbohet, ose mund të prodhojë efekte të veçanta ngacmimi dhe të shkaktojë "emetim spontan". Prandaj, në sistemin atomik, kur elektronet me nivel të lartë energjie kalojnë në nivele të ulëta energjie, do të ketë dy manifestime: "emetim spontan" dhe "emetim i stimuluar".
Rrezatimi spontan, elektronet në gjendje me energji të lartë janë të paqëndrueshme dhe, të ndikuara nga mjedisi i jashtëm (temperatura, elektriciteti, magnetizmi), migrojnë spontanisht në gjendje me energji të ulët, dhe energjia e tepërt rrezatohet në formën e fotoneve. Karakteristika e këtij lloji rrezatimi është se kalimi i secilit elektron kryhet në mënyrë të pavarur dhe është i rastësishëm. Gjendjet e fotoneve të emetimit spontan të elektroneve të ndryshme janë të ndryshme. Emetimi spontan i dritës është në një gjendje "jokoherente" dhe ka drejtime të shpërndara. Megjithatë, rrezatimi spontan ka karakteristikat e vetë atomeve, dhe spektrat e rrezatimit spontan të atomeve të ndryshme janë të ndryshme. Duke folur për këtë, u kujton njerëzve një njohuri bazë në fizikë, "Çdo objekt ka aftësinë të rrezatojë nxehtësi, dhe objekti ka aftësinë të thithë dhe emetojë vazhdimisht valë elektromagnetike. Valët elektromagnetike të rrezatuara nga nxehtësia kanë një shpërndarje të caktuar spektri. Ky spektër shpërndarjeje lidhet me vetitë e vetë objektit dhe temperaturën e tij." Prandaj, arsyeja për ekzistencën e rrezatimit termik është emetimi spontan i atomeve.
Në emetimin e stimuluar, elektronet me nivel të lartë energjie kalojnë në një nivel të ulët energjie nën "stimulimin" ose "induksionin" e "fotoneve të përshtatshme për kushtet" dhe rrezatojnë një foton me të njëjtën frekuencë si fotoni incident. Karakteristika më e madhe e rrezatimit të stimuluar është se fotonet e gjeneruara nga rrezatimi i stimuluar kanë saktësisht të njëjtën gjendje si fotonet incidente që gjenerojnë rrezatim të stimuluar. Ato janë në një gjendje "koherente". Ato kanë të njëjtën frekuencë dhe të njëjtin drejtim, dhe është plotësisht e pamundur të dallohen dy ndryshimet midis tyre. Në këtë mënyrë, një foton bëhet dy fotone identike përmes një emetimi të stimuluar. Kjo do të thotë që drita intensifikohet ose "amplifikohet".
Tani le të analizojmë përsëri, cilat kushte janë të nevojshme për të përftuar rrezatim të stimuluar gjithnjë e më të shpeshtë?
Në rrethana normale, numri i elektroneve në nivele të larta energjie është gjithmonë më i vogël se numri i elektroneve në nivele të ulëta energjie. Nëse dëshironi që atomet të prodhojnë rrezatim të stimuluar, duhet të rrisni numrin e elektroneve në nivele të larta energjie, kështu që ju nevojitet një "burim pompe", qëllimi i të cilit është të stimulojë më shumë. Shumë elektrone me nivel të ulët energjie hidhen në nivele të larta energjie, kështu që numri i elektroneve me nivel të lartë energjie do të jetë më i madh se numri i elektroneve me nivel të ulët energjie, dhe do të ndodhë një "përmbysje e numrit të grimcave". Shumë elektrone me nivel të lartë energjie mund të qëndrojnë vetëm për një kohë shumë të shkurtër. Koha do të hidhet në një nivel më të ulët energjie, kështu që mundësia e emetimit të stimuluar të rrezatimit do të rritet.
Sigurisht, "burimi i pompës" është vendosur për atome të ndryshme. Ai bën që elektronet të "rezonojnë" dhe të lejojnë që më shumë elektrone me nivel të ulët energjie të hidhen në nivele të larta energjie. Lexuesit në thelb mund ta kuptojnë se çfarë është lazeri? Si prodhohet lazeri? Lazeri është "rrezatim drite" që "ngacmohet" nga atomet e një objekti nën veprimin e një "burimi pompe" specifik. Ky është lazeri.
Koha e postimit: 27 maj 2024
