1. Principo de lasera generacio
La atoma strukturo estas kiel malgranda sunsistemo, kun la atomkerno en la mezo. La elektronoj konstante rotacias ĉirkaŭ la atomkerno, kaj la atomkerno ankaŭ konstante rotacias.
La nukleo estas kunmetita de protonoj kaj neŭtronoj. Protonoj estas pozitive ŝargitaj kaj neŭtronoj estas neŝarĝitaj. La nombro da pozitivaj ŝargoj portataj de la tuta nukleo estas egala al la nombro da negativaj ŝargoj portataj de la tutaj elektronoj, do ĝenerale atomoj estas neŭtralaj al la ekstera mondo.
Koncerne la mason de atomo, la kerno koncentras la plej grandan parton de la maso de la atomo, kaj la maso okupata de ĉiuj elektronoj estas tre malgranda. En la atoma strukturo, la kerno nur okupas malgrandan spacon. La elektronoj rotacias ĉirkaŭ la nukleo, kaj la elektronoj havas multe pli grandan spacon por agado.
Atomoj havas "internan energion", kiu konsistas el du partoj: unu estas ke la elektronoj havas orbitan rapidon kaj certan kinetan energion; la alia estas, ke estas distanco inter la negative ŝargitaj elektronoj kaj la pozitive ŝargita kerno, kaj ekzistas certa kvanto da potenciala energio. La sumo de la kineta energio kaj potenciala energio de ĉiuj elektronoj estas la energio de la tuta atomo, kiu estas nomita la interna energio de la atomo.
Ĉiuj elektronoj rotacias ĉirkaŭ la kerno; foje pli proksime al la kerno, la energio de ĉi tiuj elektronoj estas pli malgranda; foje pli for de la kerno, la energio de tiuj elektronoj estas pli granda; laŭ la probableco de okazo, homoj dividas la elektronan tavolon en malsamajn " "Energian Nivelon"; Sur certa "Energia Nivelo", povas ekzisti multoblaj elektronoj orbitantaj ofte, kaj ĉiu elektrono ne havas fiksan orbiton, sed ĉi tiuj elektronoj ĉiuj havas la saman nivelon de energio; "Energiaj Niveloj" estas izolitaj unu de la alia. Jes, ili estas izolitaj laŭ energiniveloj. La koncepto de "energia nivelo" ne nur dividas elektronojn en nivelojn laŭ energio, sed ankaŭ dividas la orbitan spacon de elektronoj en multoblajn nivelojn. Mallonge, atomo povas havi multoblajn energinivelojn, kaj malsamaj energiniveloj respondas al malsamaj energioj; iuj elektronoj orbitas je "malalta energinivelo" kaj kelkaj elektronoj orbitas je "alta energinivelo".
Nuntempe, mezlernejaj fizikaj libroj klare markis la strukturajn trajtojn de certaj atomoj, la regulojn de elektrona distribuo en ĉiu elektrona tavolo, kaj la nombron da elektronoj ĉe malsamaj energiniveloj.
En atomsistemo, elektronoj baze moviĝas en tavoloj, kun kelkaj atomoj ĉe altaj energiniveloj kaj kelkaj ĉe malaltaj energiniveloj; ĉar atomoj ĉiam estas tuŝitaj de la ekstera medio (temperaturo, elektro, magnetismo), alt-energia nivelo elektronoj estas malstabilaj kaj spontanea transiro al malalta energinivelo, ĝia efiko povas esti sorbita, aŭ ĝi povas produkti specialajn ekscitajn efikojn kaj kaŭzi " spontanea ellaso”. Sekve, en la atomsistemo, kiam alt-energiaj nivelaj elektronoj transiras al malalt-energiaj niveloj, estos du manifestiĝoj: "spontana emisio" kaj "stimulita emisio".
Spontanea radiado, elektronoj en alt-energiaj statoj estas malstabilaj kaj, trafitaj de la ekstera medio (temperaturo, elektro, magnetismo), spontanee migras al malaltenergiaj statoj, kaj troa energio estas radiata en formo de fotonoj. La karakterizaĵo de ĉi tiu speco de radiado estas ke la transiro de ĉiu elektrono estas farita sendepende kaj estas hazarda. La fotonaj statoj de spontanea emisio de malsamaj elektronoj estas malsamaj. La spontanea emisio de lumo estas en "nekohera" stato kaj havas disajn direktojn. Tamen, spontanea radiado havas la karakterizaĵojn de la atomoj mem, kaj la spektroj de spontanea radiado de malsamaj atomoj estas malsamaj. Parolante pri tio, ĝi memorigas homojn pri baza scio pri fiziko, "Ĉiu objekto havas la kapablon disradii varmon, kaj la objekto havas la kapablon senĉese sorbi kaj elsendi elektromagnetajn ondojn. La elektromagnetaj ondoj radiataj de varmo havas certan spektran distribuon. Ĉi tiu spektro La distribuo rilatas al la propraĵoj de la objekto mem kaj ĝia temperaturo. Tial, la kialo de la ekzisto de termika radiado estas la spontanea emisio de atomoj.
En stimulita emisio, alt-energiaj nivelaj elektronoj transiras al malalt-energia nivelo sub la "stimulo" aŭ "indukto" de "fotonoj taŭgaj por la kondiĉoj" kaj radias fotonon de la sama frekvenco kiel la okazaĵa fotono. La plej granda trajto de stimulita radiado estas ke la fotonoj generitaj per stimulita radiado havas ekzakte la saman staton kiel la okazantaj fotonoj kiuj generas stimulitan radiadon. Ili estas en "kohera" stato. Ili havas la saman frekvencon kaj la saman direkton, kaj estas tute neeble distingi la du. diferencoj inter tiuj. Tiamaniere, unu fotono iĝas du identaj fotonoj per unu stimulita emisio. Ĉi tio signifas, ke la lumo estas intensigita, aŭ "plifortigita".
Nun ni analizu denove, kiajn kondiĉojn necesas por akiri pli kaj pli oftan stimulitan radiadon?
En normalaj cirkonstancoj, la nombro da elektronoj en altaj energiniveloj ĉiam estas malpli ol la nombro da elektronoj en malaltaj energiniveloj. Se vi volas, ke atomoj produktu stimulitan radiadon, vi volas pliigi la nombron da elektronoj en altaj energiniveloj, do vi bezonas "pumpilfonton", kies celo estas stimuli pli Tro da malaltenergiaj elektronoj saltas al altenergiaj niveloj. , do la nombro da alt-energiaj nivelaj elektronoj estos pli ol la nombro da malaltenergiaj nivelaj elektronoj, kaj okazos "partikla nombro-inversigo". Tro da alt-energiaj nivelaj elektronoj povas resti nur tre mallonga tempo. Tempo saltos al pli malalta energinivelo, do la ebleco de stimulita elsendo de radiado pliiĝos.
Kompreneble, la "pumpila fonto" estas agordita por malsamaj atomoj. Ĝi igas la elektronojn "resoni" kaj permesas al pli da malalt-energiaj elektronoj salti al alt-energiaj niveloj. Legantoj povas esence kompreni, kio estas lasero? Kiel estas produktita lasero? Lasero estas "lumradiado" kiu estas "ekscitita" de la atomoj de objekto sub la ago de specifa "pumpila fonto". Ĉi tio estas lasero.
Afiŝtempo: majo-27-2024
