1. Principo de lasera generado
La atomstrukturo 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 konsistas el protonoj kaj neŭtronoj. Protonoj estas pozitive ŝargitaj kaj neŭtronoj estas senŝargitaj. La nombro da pozitivaj ŝargoj portataj de la tuta nukleo egalas al la nombro da negativaj ŝargoj portataj de la tutaj elektronoj, do ĝenerale atomoj estas neŭtralaj rilate al la ekstera mondo.
Rilate al la maso de atomo, la nukleo koncentras la plejparton de la maso de la atomo, kaj la maso okupata de ĉiuj elektronoj estas tre malgranda. En la atomstrukturo, la nukleo okupas nur malgrandan spacon. La elektronoj rotacias ĉirkaŭ la nukleo, kaj la elektronoj havas multe pli grandan spacon por aktiveco.
Atomoj havas "internan energion", kiu konsistas el du partoj: unu estas, ke la elektronoj havas orbitadan rapidon kaj certan kinetan energion; la alia estas, ke ekzistas distanco inter la negative ŝargitaj elektronoj kaj la pozitive ŝargita nukleo, 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 nomiĝas la interna energio de la atomo.
Ĉiuj elektronoj rotacias ĉirkaŭ la nukleo; kelkfoje pli proksime al la nukleo, la energio de ĉi tiuj elektronoj estas pli malgranda; kelkfoje pli malproksime de la nukleo, la energio de ĉi tiuj elektronoj estas pli granda; laŭ la probableco de okazo, homoj dividas la elektronan tavolon en malsamajn "Energinivelojn"; Sur certa "Energinivelo", povas esti pluraj elektronoj orbitantaj ofte, kaj ĉiu elektrono ne havas fiksan orbiton, sed ĉi tiuj elektronoj ĉiuj havas la saman nivelon de energio; "Energiniveloj" estas izolitaj unu de la alia. Jes, ili estas izolitaj laŭ energiniveloj. La koncepto de "energinivelo" ne nur dividas elektronojn en nivelojn laŭ energio, sed ankaŭ dividas la orbitan spacon de elektronoj en plurajn nivelojn. Mallonge, atomo povas havi plurajn energinivelojn, kaj malsamaj energiniveloj respondas al malsamaj energioj; iuj elektronoj orbitas je "malalta energinivelo" kaj iuj elektronoj orbitas je "alta energinivelo".
Nuntempe, mezlernejaj fiziklibroj klare markis la strukturajn karakterizaĵojn de certaj atomoj, la regulojn de elektrona distribuo en ĉiu elektrona tavolo, kaj la nombron de elektronoj ĉe malsamaj energiniveloj.
En atomsistemo, elektronoj esence moviĝas laŭ tavoloj, kun iuj atomoj je altaj energiniveloj kaj iuj je malaltaj; ĉar atomoj ĉiam estas influitaj de la ekstera medio (temperaturo, elektro, magnetismo), alt-energiaj elektronoj estas malstabilaj kaj spontanee transiros al malalta energinivelo, kies efiko povas esti absorbita, aŭ ili povas produkti specialajn ekscitajn efikojn kaj kaŭzi "spontanean eligon". Tial, en la atomsistemo, kiam alt-energiaj elektronoj transiras al malalt-energiaj niveloj, estos du manifestiĝoj: "spontanea eligo" kaj "stimulita eligo".
Spontanea radiado, elektronoj en alt-energiaj statoj estas malstabilaj kaj, influitaj de la ekstera medio (temperaturo, elektro, magnetismo), spontanee migras al malalt-energiaj statoj, kaj troa energio estas radiita en la formo de fotonoj. La karakterizaĵo de ĉi tiu speco de radiado estas, ke la transiro de ĉiu elektrono okazas 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 en fiziko, "Ĉiu objekto havas la kapablon radii varmon, kaj la objekto havas la kapablon kontinue absorbi kaj elsendi elektromagnetajn ondojn. La elektromagnetaj ondoj radiitaj de varmo havas certan spektran distribuon. Ĉi tiu spektra distribuo rilatas al la ecoj de la objekto mem kaj ĝia temperaturo." Tial, la kialo de la ekzisto de termoradiado estas la spontanea emisio de atomoj.
En stimulita emisio, alt-energiaj 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 incida fotono. La plej granda trajto de stimulita radiado estas, ke la fotonoj generitaj de stimulita radiado havas precize la saman staton kiel la incidaj 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 diferencojn inter ili. Tiamaniere, unu fotono fariĝas du identaj fotonoj per unu stimulita emisio. Tio signifas, ke la lumo estas intensigita, aŭ "ampligita".
Nun ni analizu denove, kiaj kondiĉoj necesas por ricevi pli kaj pli oftan stimulitan radiadon?
Sub 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 da... Tro multaj malalt-energiaj elektronoj saltas al alt-energiaj niveloj, do la nombro da alt-energiaj elektronoj estos pli granda ol la nombro da malalt-energiaj elektronoj, kaj okazos "partikla nombro-inversigo". Tro multaj alt-energiaj elektronoj povas resti nur dum tre mallonga tempo. La tempo saltos al pli malalta energinivelo, do la ebleco de stimulita emisio de radiado pliiĝos.
Kompreneble, la "pumpila fonto" estas agordita por malsamaj atomoj. Ĝi igas la elektronojn "resonanci" kaj permesi al pli da malalt-energiaj elektronoj salti al alt-energiaj niveloj. Legantoj povas baze kompreni, kio estas lasero? Kiel lasero estas produktita? Lasero estas "lumradiado", kiu estas "ekscitita" de la atomoj de objekto sub la ago de specifa "pumpila fonto". Tio estas lasero.
Afiŝtempo: 27-a de majo 2024
