1. Lazer öndürmegiň prinsipi
Atom gurluşy ortasynda atom ýadrosy bolan kiçi Gün ulgamyna meňzeýär. Elektronlar atom ýadrosynyň daşynda yzygiderli aýlanýarlar, atom ýadrosy hem yzygiderli aýlanýar.
Ýadro protonlardan we neýtronlardan ybarat. Protonlar pozitiw zarýadly, neýtronlar bolsa zarýadsyz. Bütin ýadro tarapyndan daşalýan pozitiw zarýadlaryň sany tutuş elektronlar tarapyndan daşalýan negatiw zarýadlaryň sanyna deňdir, şonuň üçin atomlar, adatça, daşarky dünýä üçin neýtral bolýarlar.
Atomyň massasy barada aýdylanda, ýadro atomyň massasynyň köp bölegini jemleýär we ähli elektronlaryň eýeleýän massasy örän azdyr. Atom gurluşynda ýadro diňe kiçi bir giňişligi eýeleýär. Elektronlar ýadronyň daşyndan aýlanýarlar we elektronlaryň işjeňlik üçin has uly giňişligi bar.
Atomlaryň iki bölekden ybarat bolan "içki energiýasy" bar: birinjisi, elektronlaryň aýlanma tizligine we belli bir kinetik energiýasyna eýe bolmagydyr; ikinjisi, negatiw zarýadly elektronlar bilen pozitiw zarýadly ýadronyň arasynda belli bir aralygyň bardygydyr we belli bir möçberde potensial energiýanyň bardygydyr. Ähli elektronlaryň kinetik energiýasynyň we potensial energiýasynyň jemi tutuş atomyň energiýasydyr, oňa atomyň içki energiýasy diýilýär.
Ähli elektronlar ýadronyň daşynda aýlanýar; käwagt ýadro has ýakyn bolanda, bu elektronlaryň energiýasy kiçi bolýar; käwagt ýadrodan has uzak bolanda, bu elektronlaryň energiýasy has uly bolýar; ýüze çykma ähtimallygyna görä, adamlar elektron gatlagyny dürli "Energiýa derejesinde" bölýärler; Belli bir "Energiýa derejesinde" köp sanly elektronlar ýygy-ýygydan aýlanyp bilýär we her bir elektronyň belli bir orbitasy ýok, ýöne bu elektronlaryň hemmesiniň energiýa derejesi birmeňzeş; "Energiýa derejeleri" biri-birinden izolýasiýa edilen. Hawa, olar energiýa derejelerine görä izolýasiýa edilen. "Energiýa derejesi" düşünjesi diňe bir elektronlary energiýa görä derejelere bölmän, eýsem elektronlaryň orbita giňişligini hem köp derejä bölýär. Gysgaça aýdylanda, atomyň köp energiýa derejeleri bolup biler we dürli energiýa derejeleri dürli energiýalara laýyk gelýär; käbir elektronlar "pes energiýa derejesinde" we käbir elektronlar "ýokary energiýa derejesinde" aýlanýar.
Häzirki wagtda orta mekdep fizika kitaplarynda belli atomlaryň gurluş aýratynlyklary, her bir elektron gatlagynda elektron paýlanyşynyň düzgünleri we dürli energiýa derejelerindäki elektronlaryň sany aýdyň görkezildi.
Atom ulgamynda elektronlar, esasan, gatlaklarda hereket edýärler, käbir atomlar ýokary energiýa derejesinde, käbirleri bolsa pes energiýa derejesinde bolýar; sebäbi atomlara hemişe daşky gurşawyň (temperatura, elektrik, magnitizm) täsiri bolýar, ýokary energiýa derejesindäki elektronlar durnuksyzdyr we öz-özünden pes energiýa derejesine geçýär, onuň täsiri siňdirilip bilner ýa-da ýörite gyjyndyryjy täsirleri döredip, "öz-özünden emissiýa" döredip biler. Şonuň üçin atom ulgamynda ýokary energiýa derejesindäki elektronlar pes energiýa derejesine geçende, iki görnüş bolar: "öz-özünden emissiýa" we "gyjyndyrylan emissiýa".
Öz-özünden şöhlelenme, ýokary energiýaly ýagdaýlardaky elektronlar durnuksyz bolýar we daşarky gurşawyň (temperatura, elektrik, magnitizm) täsirinde öz-özünden pes energiýaly ýagdaýa geçýär we artykmaç energiýa fotonlar görnüşinde şöhlelenýär. Bu görnüşli şöhlelenmäniň häsiýeti, her bir elektronyň geçişiniň garaşsyz amala aşyrylmagy we tötänleýin bolmagydyr. Dürli elektronlaryň öz-özünden şöhlelenmeginiň foton ýagdaýlary dürli-dürli. Yşygyň öz-özünden şöhlelenmegi "bir-birine gabat gelmeýän" ýagdaýda bolýar we dargaýan ugurlary bar. Şeýle-de bolsa, öz-özünden şöhlelenmegiň atomlaryň öz aýratynlyklary bar we dürli atomlaryň öz-özünden şöhlelenmeginiň spektrleri dürli-dürli. Bu barada aýdylanda, adamlara fizikadaky esasy bilimi ýatladýar: "Islendik jisim ýylylyk şöhlelendirmek ukybyna eýedir we jisim elektromagnit tolkunlaryny yzygiderli siňdirip we şöhlelendirmek ukybyna eýedir. Yssylyk bilen şöhlelenen elektromagnit tolkunlaryň belli bir spektr paýlanyşy bar. Bu spektr paýlanyşy jisimiň öz häsiýetleri we onuň temperaturasy bilen baglanyşyklydyr." Şonuň üçin ýylylyk şöhlelenmeginiň bolmagynyň sebäbi atomlaryň öz-özünden şöhlelenmegidir.
Stimulirlenen emissiýada ýokary energiýaly elektronlar "şertlere laýyk fotonlaryň" "stimullaşdyrylmagy" ýa-da "induksiýasy" astynda pes energiýaly derejä geçýär we düşýän foton bilen birmeňzeş ýygylykdaky fotony şöhlelendirýär. Stimulirlenen radiasiýanyň iň uly aýratynlygy, stimulirlenen radiasiýa bilen döredilen fotonlaryň stimulirlenen radiasiýany döredýän düşýän fotonlar bilen doly birmeňzeş ýagdaýa eýe bolmagydyr. Olar "kogerent" ýagdaýda bolýarlar. Olaryň birmeňzeş ýygylygy we bir ugry bar we olaryň arasyndaky tapawutlary tapawutlandyrmak asla mümkin däl. Şeýlelik bilen, bir foton bir stimulirlenen emissiýa arkaly iki birmeňzeş fotona öwrülýär. Bu ýagtylygyň güýçlenýändigini ýa-da "güýçlenýändigini" aňladýar.
Indi ýene-de seljereliň, has köp we has köp stimullaşdyrylan radiasiýany almak üçin nähili şertler gerek?
Adaty şertlerde, ýokary energiýa derejelerindäki elektronlaryň sany hemişe pes energiýa derejelerindäki elektronlaryň sanyndan az bolýar. Eger atomlaryň höweslendirilen radiasiýa öndürmegini isleseňiz, ýokary energiýa derejelerindäki elektronlaryň sanyny köpeltmek isleýärsiňiz, şonuň üçin size has köp höweslendirmek maksady bolan "nasos çeşmesi" gerek. Pes energiýa derejesindäki elektronlaryň köpüsi ýokary energiýa derejelerine bökýär, şonuň üçin ýokary energiýa derejesindäki elektronlaryň sany pes energiýa derejesindäki elektronlaryň sanyndan köp bolar we "bölejik sanynyň tersine öwrülmegi" ýüze çykar. Ýokary energiýa derejesindäki elektronlaryň köpüsi diňe gaty gysga wagtlap galyp biler. Wagt pes energiýa derejesine bökýär, şonuň üçin höweslendirilen radiasiýanyň şöhlelenme mümkinçiligi artar.
Elbetde, "nasos çeşmesi" dürli atomlar üçin sazlanýar. Ol elektronlaryň "rezonans" etmegine we has köp pes energiýa derejesindäki elektronlaryň ýokary energiýa derejelerine geçmegine mümkinçilik berýär. Okyjylar esasan düşünip bilerler, lazer näme? Lazer nähili öndürilýär? Lazer belli bir "nasos çeşmesiniň" täsiri astynda obýektiň atomlary tarapyndan "gyjyndyrylýan" "ýagtylyk şöhlelenmesidir". Bu lazerdir.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 27-nji maýy
