1. Prinsipyo sa pagmugna og laser
Ang istruktura sa atomo sama sa usa ka gamay nga sistema solar, nga ang atomic nucleus anaa sa tunga. Ang mga electron kanunay nga nagtuyok libot sa atomic nucleus, ug ang atomic nucleus kanunay usab nga nagtuyok.
Ang nucleus gilangkoban sa mga proton ug neutron. Ang mga proton positibo ang karga ug ang mga neutron walay karga. Ang gidaghanon sa mga positibo nga karga nga gidala sa tibuok nucleus katumbas sa gidaghanon sa mga negatibo nga karga nga gidala sa tibuok nga mga electron, busa kasagaran ang mga atomo neyutral sa gawas nga kalibutan.
Kon bahin sa masa sa usa ka atomo, ang nucleus nagkonsentrar sa kadaghanan sa masa sa atomo, ug ang masa nga giokupar sa tanang electron gamay ra kaayo. Sa istruktura sa atomo, ang nucleus nag-okupar lamang og gamay nga espasyo. Ang mga electron nagtuyok libot sa nucleus, ug ang mga electron adunay mas dako nga espasyo para sa kalihokan.
Ang mga atomo adunay "internal nga enerhiya", nga gilangkoban sa duha ka bahin: ang usa mao nga ang mga electron adunay katulin sa pag-orbit ug usa ka piho nga kinetic energy; ang lain mao nga adunay gilay-on tali sa mga negatibo nga gikarga nga electron ug sa positibo nga gikarga nga nucleus, ug adunay usa ka piho nga kantidad sa potensyal nga enerhiya. Ang sumada sa kinetic energy ug potensyal nga enerhiya sa tanan nga mga electron mao ang enerhiya sa tibuuk nga atomo, nga gitawag nga internal nga enerhiya sa atomo.
Ang tanang electron molibot sa nucleus; usahay mas duol sa nucleus, mas gamay ang enerhiya niining mga electron; usahay mas layo sa nucleus, mas dako ang enerhiya niining mga electron; sumala sa posibilidad sa pagkahitabo, gibahin sa mga tawo ang electron layer ngadto sa lain-laing "Lebel sa Enerhiya"; Sa usa ka piho nga "Lebel sa Enerhiya", mahimong adunay daghang electron nga kanunay nga naglibot, ug ang matag electron walay piho nga orbito, apan kining mga electron tanan adunay parehas nga lebel sa enerhiya; Ang "Lebel sa Enerhiya" gilain gikan sa usag usa. Oo, kini gilain sumala sa lebel sa enerhiya. Ang konsepto sa "lebel sa enerhiya" dili lamang nagbahin sa mga electron ngadto sa mga lebel sumala sa enerhiya, apan nagbahin usab sa naglibot nga wanang sa mga electron ngadto sa daghang lebel. Sa laktod nga pagkasulti, ang usa ka atomo mahimong adunay daghang lebel sa enerhiya, ug ang lainlaing lebel sa enerhiya katumbas sa lainlaing enerhiya; ang ubang mga electron naglibot sa "ubos nga lebel sa enerhiya" ug ang ubang mga electron naglibot sa "taas nga lebel sa enerhiya".
Karong mga panahona, ang mga libro sa pisika sa middle school klarong nagtimaan sa mga kinaiya sa istruktura sa pipila ka mga atomo, ang mga lagda sa pag-apod-apod sa elektron sa matag layer sa elektron, ug ang gidaghanon sa mga elektron sa lainlaing lebel sa enerhiya.
Sa usa ka sistemang atomiko, ang mga electron naglihok nga nagpatong-patong, diin ang ubang mga atomo anaa sa taas nga lebel sa enerhiya ug ang uban anaa sa ubos nga lebel sa enerhiya; tungod kay ang mga atomo kanunay nga apektado sa gawas nga palibot (temperatura, kuryente, magnetismo), ang mga electron nga adunay taas nga lebel sa enerhiya dili lig-on ug moagi sa espontanyo nga pagbalhin ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya, ang epekto niini mahimong masuhop, o mahimo kini nga makahimo og espesyal nga mga epekto sa pagpukaw ug hinungdan sa "spontaneous emission". Busa, sa sistemang atomiko, kung ang mga electron nga adunay taas nga lebel sa enerhiya mobalhin ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya, adunay duha ka pagpakita: "spontaneous emission" ug "stimulated emission".
Sa espontanyo nga radyasyon, ang mga electron sa mga estado nga taas og enerhiya dili lig-on ug, apektado sa gawas nga palibot (temperatura, kuryente, magnetismo), espontanyo nga mobalhin ngadto sa mga estado nga ubos og enerhiya, ug ang sobra nga enerhiya i-radiate sa porma sa mga photon. Ang kinaiya niini nga matang sa radyasyon mao nga ang transisyon sa matag electron gihimo nga independente ug random. Lahi ang mga estado sa photon sa espontanyo nga pagpagawas sa lain-laing mga electron. Ang espontanyo nga pagpagawas sa kahayag anaa sa usa ka "dili koherento" nga estado ug adunay nagkatibulaag nga mga direksyon. Bisan pa, ang espontanyo nga radyasyon adunay mga kinaiya sa mga atomo mismo, ug lahi ang mga spectra sa espontanyo nga radyasyon sa lain-laing mga atomo. Naghisgot niini, kini nagpahinumdom sa mga tawo sa usa ka sukaranan nga kahibalo sa pisika, "Ang bisan unsang butang adunay abilidad sa pag-radiate sa kainit, ug ang butang adunay abilidad sa padayon nga pagsuhop ug pagpagawas sa mga electromagnetic waves. Ang mga electromagnetic waves nga gi-radiate sa kainit adunay usa ka piho nga distribusyon sa spectrum. Kini nga spectrum Ang distribusyon may kalabutan sa mga kabtangan sa butang mismo ug sa temperatura niini." Busa, ang hinungdan sa paglungtad sa thermal radiation mao ang espontanyo nga pagpagawas sa mga atomo.
Sa stimulated emission, ang mga electron nga taas og enerhiya mobalhin ngadto sa ubos nga lebel sa enerhiya ubos sa "stimulation" o "induction" sa "mga photon nga angay sa mga kondisyon" ug mo-radiate og photon nga parehas og frequency sa incident photon. Ang pinakadako nga bahin sa stimulated radiation mao nga ang mga photon nga namugna sa stimulated radiation adunay parehas nga estado sa incident photon nga nakamugna og stimulated radiation. Naa sila sa "coherent" nga estado. Parehas sila og frequency ug direksyon, ug imposible gyud nga mailhan ang duha ka kalainan tali kanila. Niining paagiha, ang usa ka photon mahimong duha ka managsama nga photon pinaagi sa usa ka stimulated emission. Kini nagpasabot nga ang kahayag gipakusog, o "gipadako".
Karon atong analisahon pag-usab, unsang mga kondisyon ang gikinahanglan aron makakuha og mas kanunay nga stimulated radiation?
Ubos sa normal nga mga kahimtang, ang gidaghanon sa mga electron sa taas nga lebel sa enerhiya kanunay nga mas gamay kaysa sa gidaghanon sa mga electron sa ubos nga lebel sa enerhiya. Kung gusto nimo nga ang mga atomo makahimo og stimulated radiation, gusto nimo nga dugangan ang gidaghanon sa mga electron sa taas nga lebel sa enerhiya, busa kinahanglan nimo ang usa ka "pump source", kansang katuyoan mao ang pag-stimulate og dugang. Daghan kaayong low-energy level electrons nga molukso ngadto sa high-energy levels, mao nga ang gidaghanon sa high-energy level electrons mas daghan kay sa gidaghanon sa low-energy level electrons, ug usa ka "particle number reversal" ang mahitabo. Daghan kaayong high-energy level electrons ang makapabilin lang sa mubo nga panahon. Ang oras molukso ngadto sa mas ubos nga lebel sa enerhiya, mao nga ang posibilidad sa stimulated emission sa radiation modaghan.
Siyempre, ang "tinubdan sa bomba" gitakda alang sa lainlaing mga atomo. Kini makapahimo sa mga electron nga "mo-resonate" ug motugot sa daghang mga electron nga ubos ang lebel sa enerhiya nga molukso ngadto sa taas nga lebel sa enerhiya. Sa panguna masabtan sa mga magbabasa, unsa ang laser? Giunsa paghimo ang laser? Ang laser mao ang "light radiation" nga "gi-excite" sa mga atomo sa usa ka butang ubos sa aksyon sa usa ka piho nga "tinubdan sa bomba". Kini ang laser.
Oras sa pag-post: Mayo-27-2024
