1. Принцип на лазерно генериране
Атомната структура е като малка слънчева система с атомно ядро в средата. Електроните непрекъснато се въртят около атомното ядро, а атомното ядро също непрекъснато се върти.
Ядрото е съставено от протони и неутрони. Протоните са положително заредени, а неутроните са незаредени. Броят на положителните заряди, носени от цялото ядро, е равен на броя на отрицателните заряди, носени от целите електрони, така че обикновено атомите са неутрални към външния свят.
Що се отнася до масата на атома, ядрото концентрира по-голямата част от масата на атома, а масата, заета от всички електрони, е много малка. В атомната структура ядрото заема само малко пространство. Електроните се въртят около ядрото и електроните имат много по-голямо пространство за активност.
Атомите имат „вътрешна енергия“, която се състои от две части: едната е, че електроните имат орбитална скорост и определена кинетична енергия; другото е, че има разстояние между отрицателно заредените електрони и положително зареденото ядро и има известно количество потенциална енергия. Сумата от кинетичната енергия и потенциалната енергия на всички електрони е енергията на целия атом, която се нарича вътрешна енергия на атома.
Всички електрони се въртят около ядрото; понякога по-близо до ядрото енергията на тези електрони е по-малка; понякога по-далеч от ядрото, енергията на тези електрони е по-голяма; според вероятността за възникване хората разделят електронния слой на различни ” „Енергийни нива”; На определено „енергийно ниво“ може да има множество електрони, обикалящи често и всеки електрон няма фиксирана орбита, но всички тези електрони имат едно и също ниво на енергия; „Енергийните нива“ са изолирани едно от друго. Да, те са изолирани според енергийните нива. Концепцията за „енергийно ниво“ не само разделя електроните на нива според енергията, но също така разделя орбиталното пространство на електроните на множество нива. Накратко, един атом може да има множество енергийни нива и различни енергийни нива съответстват на различни енергии; някои електрони орбитират на „ниско енергийно ниво“, а някои електрони орбитират на „високо енергийно ниво“.
В днешно време учебниците по физика в средното училище ясно обозначават структурните характеристики на определени атоми, правилата за разпределение на електроните във всеки електронен слой и броя на електроните на различни енергийни нива.
В една атомна система електроните основно се движат на слоеве, като някои атоми са на високи енергийни нива, а други на ниски; тъй като атомите винаги се влияят от външната среда (температура, електричество, магнетизъм), електроните с високо енергийно ниво са нестабилни и ще спонтанно преминат към ниско енергийно ниво, ефектът му може да бъде абсорбиран или може да предизвика специални ефекти на възбуждане и да причини " спонтанно излъчване”. Следователно, в атомната система, когато електроните с високо енергийно ниво преминават към нискоенергийни нива, ще има две проявления: „спонтанно излъчване“ и „стимулирано излъчване“.
Спонтанно излъчване, електроните във високоенергийни състояния са нестабилни и повлияни от външната среда (температура, електричество, магнетизъм) спонтанно мигрират към нискоенергийни състояния, а излишната енергия се излъчва под формата на фотони. Характерното за този вид излъчване е, че преходът на всеки електрон се извършва независимо и е случаен. Фотонните състояния на спонтанно излъчване на различни електрони са различни. Спонтанното излъчване на светлина е в „некохерентно“ състояние и има разпръснати посоки. Спонтанното излъчване обаче има характеристиките на самите атоми и спектрите на спонтанното излъчване на различните атоми са различни. Говорейки за това, той напомня на хората за основни познания по физика: „Всеки обект има способността да излъчва топлина и обектът има способността непрекъснато да абсорбира и излъчва електромагнитни вълни. Електромагнитните вълни, излъчвани от топлина, имат определено спектрално разпределение. Този спектър Разпределението е свързано със свойствата на самия обект и неговата температура. Следователно причината за съществуването на топлинното излъчване е спонтанното излъчване на атоми.
При стимулирано излъчване електроните с високо енергийно ниво преминават към нискоенергийно ниво под „стимулацията“ или „индукцията“ на „фотони, подходящи за условията“ и излъчват фотон със същата честота като падащия фотон. Най-голямата характеристика на стимулираното лъчение е, че фотоните, генерирани от стимулирано лъчение, имат точно същото състояние като падащите фотони, които генерират стимулирано лъчение. Те са в „кохерентно“ състояние. Те имат еднаква честота и еднаква посока и е напълно невъзможно да се разграничат двете. разлики между тези. По този начин един фотон става два еднакви фотона чрез едно стимулирано излъчване. Това означава, че светлината се засилва или „усилва“.
Сега нека анализираме отново, какви условия са необходими, за да се получи все по-често стимулирано облъчване?
При нормални обстоятелства броят на електроните при високи енергийни нива винаги е по-малък от броя на електроните при ниски енергийни нива. Ако искате атомите да произвеждат стимулирано лъчение, искате да увеличите броя на електроните във високи енергийни нива, така че имате нужда от „източник на помпа“, чиято цел е да стимулира повече Твърде много електрони с ниско енергийно ниво скачат към високоенергийни нива , така че броят на електроните с високо енергийно ниво ще бъде повече от броя на електроните с ниско енергийно ниво и ще настъпи „обръщане на броя на частиците“. Твърде много електрони с високо енергийно ниво могат да останат само за много кратко време. Времето ще скочи на по-ниско енергийно ниво, така че възможността за стимулирано излъчване на радиация ще се увеличи.
Разбира се, „източникът на помпата“ е зададен за различни атоми. Това кара електроните да „резонират“ и позволяват на повече електрони с ниско енергийно ниво да скочат до високоенергийни нива. Читателите могат основно да разберат какво е лазер? Как се произвежда лазерът? Лазерът е „светлинно лъчение“, което се „възбужда“ от атомите на даден обект под действието на специфичен „източник на помпа“. Това е лазер.
Време на публикуване: 27 май-2024 г
