1. Prinsip penjanaan laser
Struktur atom adalah seperti sistem suria kecil, dengan nukleus atom di tengah. Elektron sentiasa berputar mengelilingi nukleus atom, dan nukleus atom juga sentiasa berputar.
Nukleus terdiri daripada proton dan neutron. Proton bercas positif dan neutron tidak bercas. Bilangan cas positif yang dibawa oleh keseluruhan nukleus adalah sama dengan bilangan cas negatif yang dibawa oleh seluruh elektron, jadi secara amnya atom adalah neutral kepada dunia luar.
Setakat jisim atom berkenaan, nukleus menumpukan sebahagian besar jisim atom, dan jisim yang diduduki oleh semua elektron adalah sangat kecil. Dalam struktur atom, nukleus hanya menempati ruang yang kecil. Elektron berputar mengelilingi nukleus, dan elektron mempunyai ruang yang lebih besar untuk aktiviti.
Atom mempunyai "tenaga dalaman", yang terdiri daripada dua bahagian: satu ialah elektron mempunyai kelajuan mengorbit dan tenaga kinetik tertentu; yang lain ialah terdapat jarak antara elektron bercas negatif dan nukleus bercas positif, dan terdapat sejumlah tenaga berpotensi. Jumlah tenaga kinetik dan tenaga keupayaan semua elektron ialah tenaga keseluruhan atom, yang dipanggil tenaga dalaman atom.
Semua elektron berputar mengelilingi nukleus; kadangkala lebih dekat dengan nukleus, tenaga elektron ini lebih kecil; kadangkala lebih jauh dari nukleus, tenaga elektron ini lebih besar; mengikut kebarangkalian kejadian, orang membahagikan lapisan elektron kepada "" Tahap Tenaga" yang berbeza; Pada "Tahap Tenaga" tertentu, mungkin terdapat berbilang elektron mengorbit dengan kerap, dan setiap elektron tidak mempunyai orbit tetap, tetapi elektron ini semuanya mempunyai tahap tenaga yang sama; "Tahap Tenaga" diasingkan antara satu sama lain. Ya, mereka diasingkan mengikut tahap tenaga. Konsep "tahap tenaga" bukan sahaja membahagikan elektron kepada tahap mengikut tenaga, tetapi juga membahagikan ruang orbit elektron kepada pelbagai peringkat. Ringkasnya, atom mungkin mempunyai pelbagai tahap tenaga, dan tahap tenaga yang berbeza sepadan dengan tenaga yang berbeza; beberapa elektron mengorbit pada "tahap tenaga rendah" dan beberapa elektron mengorbit pada "tahap tenaga tinggi".
Pada masa kini, buku fizik sekolah menengah telah menandakan dengan jelas ciri-ciri struktur atom tertentu, peraturan pengedaran elektron dalam setiap lapisan elektron, dan bilangan elektron pada tahap tenaga yang berbeza.
Dalam sistem atom, elektron pada asasnya bergerak dalam lapisan, dengan beberapa atom pada tahap tenaga tinggi dan beberapa pada tahap tenaga rendah; kerana atom sentiasa dipengaruhi oleh persekitaran luaran (suhu, elektrik, kemagnetan), elektron tahap tenaga tinggi tidak stabil dan akan Peralihan spontan ke tahap tenaga rendah, kesannya mungkin diserap, atau ia mungkin menghasilkan kesan pengujaan khas dan menyebabkan “ pelepasan spontan”. Oleh itu, dalam sistem atom, apabila elektron tahap tenaga tinggi beralih ke tahap tenaga rendah, akan ada dua manifestasi: "pelepasan spontan" dan "pelepasan dirangsang".
Sinaran spontan, elektron dalam keadaan tenaga tinggi tidak stabil dan, dipengaruhi oleh persekitaran luaran (suhu, elektrik, kemagnetan), secara spontan berhijrah ke keadaan tenaga rendah, dan tenaga berlebihan dipancarkan dalam bentuk foton. Ciri-ciri sinaran jenis ini ialah peralihan setiap elektron dijalankan secara bebas dan rawak. Keadaan foton bagi pelepasan spontan elektron yang berbeza adalah berbeza. Pancaran cahaya secara spontan berada dalam keadaan "tidak koheren" dan mempunyai arah yang berselerak. Walau bagaimanapun, sinaran spontan mempunyai ciri-ciri atom itu sendiri, dan spektrum sinaran spontan atom yang berbeza adalah berbeza. Bercakap mengenai perkara ini, ia mengingatkan orang ramai tentang pengetahuan asas dalam fizik, "Sebarang objek mempunyai keupayaan untuk memancarkan haba, dan objek itu mempunyai keupayaan untuk terus menyerap dan memancarkan gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh haba mempunyai taburan spektrum tertentu. Spektrum ini Taburan berkaitan dengan sifat objek itu sendiri dan suhunya." Oleh itu, sebab kewujudan sinaran haba adalah pelepasan atom secara spontan.
Dalam pelepasan yang dirangsang, elektron tahap tenaga tinggi beralih ke tahap tenaga rendah di bawah "rangsangan" atau "aruhan" "foton yang sesuai untuk keadaan" dan memancarkan foton dengan frekuensi yang sama dengan foton kejadian. Ciri terbesar sinaran yang dirangsang ialah foton yang dihasilkan oleh sinaran yang dirangsang mempunyai keadaan yang sama seperti foton kejadian yang menghasilkan sinaran yang dirangsang. Mereka berada dalam keadaan "koheren". Mereka mempunyai kekerapan yang sama dan arah yang sama, dan adalah mustahil untuk membezakan keduanya. perbezaan antara mereka. Dengan cara ini, satu foton menjadi dua foton yang sama melalui satu pelepasan yang dirangsang. Ini bermakna bahawa cahaya dipergiatkan, atau "dikuatkan".
Sekarang mari kita analisa sekali lagi, apakah syarat yang diperlukan untuk mendapatkan sinaran rangsangan yang lebih dan lebih kerap?
Dalam keadaan biasa, bilangan elektron dalam tahap tenaga tinggi sentiasa kurang daripada bilangan elektron dalam tahap tenaga rendah. Jika anda mahu atom menghasilkan sinaran yang dirangsang, anda ingin menambah bilangan elektron dalam tahap tenaga tinggi, jadi anda memerlukan "sumber pam", yang tujuannya adalah untuk merangsang lebih banyak Terlalu banyak elektron tahap tenaga rendah melompat ke tahap tenaga tinggi , jadi bilangan elektron tahap tenaga tinggi akan lebih daripada bilangan elektron tahap tenaga rendah, dan "pembalikan nombor zarah" akan berlaku. Terlalu banyak elektron tahap tenaga tinggi hanya boleh kekal untuk masa yang sangat singkat. Masa akan melompat ke tahap tenaga yang lebih rendah, jadi kemungkinan pelepasan radiasi yang dirangsang akan meningkat.
Sudah tentu, "sumber pam" ditetapkan untuk atom yang berbeza. Ia menjadikan elektron "bergema" dan membenarkan lebih banyak elektron tahap tenaga rendah melompat ke tahap tenaga tinggi. Pembaca pada dasarnya boleh memahami, apakah itu laser? Bagaimanakah laser dihasilkan? Laser ialah "radiasi cahaya" yang "teruja" oleh atom objek di bawah tindakan "sumber pam" tertentu. Ini adalah laser.
Masa siaran: Mei-27-2024
