الليزر2

موضوع: الليزر2 الخميس نوفمبر 05, 2009 9:48 am

الليزر .........

أساسيات ذرية :

يوجد في الطبيعة التي خلقها الله سبحانه وتعالى حوالي 100 نوع الذرات المختلفة عن بعضها البعض . وكل ما نراه حولنا من الأشياء مكون من تلك الأنواع المائة من الذرات على شكل عدد غير محدود من المركبات . ومعرفتنا لكيفية ترتيب وارتباط الذرات مع بعضها البعض يحدد لنا حالة وهيئة الذرات المكونة لكأس الماء أو لقطعة معدنية أو الفوران الصادر من علبة المياه الغازية .

والذرات تكون دائماً في حالة حركة مستمرة . فهي تهتز وتنتقل وتدور . إذاً فالذرات المكونة للكرسي الذي نجلس عليه تكون في حالة حركه!!!.

الذرات يمكن أن تكون في حالات مختلفة من الإثارة !!! ، بمعنى أنه يمكن لها أن تأخذ طاقات مختلفة . فإذا أعطينا الذرة كمية من الطاقة فإنها تنتقل من مستوى طاقة الحالة الأرضية إلى المستوى الإثاري . علماً أن الوصول للمستوى الإثاري يعتمد على قيمة الطاقة المعطاه للذرة بواسطة الحرارة أو الضوء أو الكهرباء .

الشكل السابق يبين أن الذرات تتكون من نواة ( تحتوي على بروتونات ونيوترونات ) وسحابة إلكترونية . ويمكن تصور الإلكترونات في هذه السحابة تدور حول النواة في مدارات مختلفة . والكثير من العروض الحديثة للذرة لا ترسم المدارات المنفصلة للإلكترون ، بل من المفيد تصورها كمستويات طاقة مختلفة للذرة . فمثلاً إذا أعطينا الذرة بعض الحرارة فإن الإلكترونات في المستويات الطاقة المنخفضة سوف تنتقل إلى مستويات طاقة عالية بعيداً إلى حد ما عن النواة . وهذا العرض يعتبر أفضل عرض تبسيطي ، ولكن بالتأكيد أنه يحمل قلب أو جوهر كيفية عمل الذرات في حدود الليزر .

لاحظ في الشكل السابق أحد الإلكترونات ينتقل إلى مدار طاقة عال ، وهذا الإلكترون لا يلبث وأن يعود إلى مداره الأرضي . وعندما يعود الإلكترون يحرر طاقته على شكل فوتون ( جسيم ضوئي ) . طبعاً أنت سوف ترى الذرات تحرر الطاقة على شكل فوتونات طوال الوقت . فمثلاً المادة المسخنة والتي تشع ضوء أحمر ، فإن ذراتها هي السبب في ظهور اللون الأحمر حيث حدث لها إثارة بالحرارة ثم حررت فوتونات حمراء . وأيضاً الصورة التي تظهر على شاشة التلفاز ، فما تشاهده هو عبارة عن انبعاث ألوان مختلفة من الضوء بسبب ذرات الفوسفور عندما تصطدم بها الإلكترونات السريعة جداً . وبشكل عام كل الأشياء التي تنتج أو تصدر ضوء ، تقوم بعملها ذلك عندما تغير إلكتروناتها من مداراتها فتتحرر الفوتونات الضوئية .
انتقالات الإلكترون بين المستويات :

انتقالات الإلكترون بين المستويات :

يمكن تصنيف إنتقالات الإلكترون بين المستويات للذرة والتي تتضمن أشعاعات كهرومغناطيسية إلى ثلاثة أصناف أو أنواع كالتالي :

1 - الامتصاص المستحث Induced absorption

عندما يكون الإلكترون في الذرة موجود في مستوى أرضي من الطاقة ط1 E1 فإنه يمكن له الانتقال لمستوى أعلى ط2 E2 وذلك بامتصاص فوتون له طاقة قدرها

ط2 - ط1 .........................E2 -E1

وتسمى هذه العملية بالامتصاص المستحث.

2 - الإنبعاث التلقائي Spontaneous emission

عندما يكون الإلكترون في مستوى عال فإنه يمكن له أن يعود إلى مستوى أوطأ ط1 ( E1 ) وذلك باشعاع فوتون له طاقة قدرها

ط2 - ط1 ............... ( E2 - E1 )

وتسمى هذه العملية بالإنبعاث التلقائي

3 - الانبعاث المستحث Induced emission

عندما يسقط فوتون طاقته ط2 - ط1 ( E2 - E1 ) على ذرة ( مثارة ) إلكتروناتها موجودة في مستوى عال ط2 ( E2 ) فإن هذ الف

وتون سوف يستحث الإلكترونات على الإنتقال إلى مستوى أوطأ ط1(E1 ) مسبباً إنبعاث فوتونات متفقة مع الفوتون الساقط في التردد والطور والإتجاه . وتسمى هذه العملية بالإنبعاث المستحث

ارتباط الليزر - الذرة

الليزر هو آلة أ و جهاز نتحكم من خلاله بطريقة تحرير الفوتونات المتحررة من الذرات المثارة.

وكلمة الليزر ( LASER ) هي اختصار للحروف الأولى من الجملة :

Light Amplification by Stimulated Emisson of Radiation

وهذه الجملة تصف بدقة كيفية عمل الليزر. وهي تعني :

الضوء المكبرأوالمضاعف بواسطة الإنبعاث المستحث للإشعاع

يوجد العديد من أنواع الليزرات كل منها له مميزات أساسية محددة . وفي الليزر يتعرض الوسط الليزري إلى عملية ضخ ضوئي مناسبة وذلك للحصول على ذرات في الحالة المثارة