1. Prinsip pembangkitan laser
Struktur atomnya seperti tata surya kecil, dengan inti atom di tengahnya.Elektron terus berputar mengelilingi inti atom, dan inti atom juga terus berputar.
Inti atom terdiri dari proton dan neutron.Proton bermuatan positif dan neutron tidak bermuatan.Jumlah muatan positif yang dibawa oleh seluruh inti sama dengan jumlah muatan negatif yang dibawa oleh seluruh elektron, sehingga umumnya atom bersifat netral terhadap dunia luar.
Sejauh menyangkut massa atom, inti memusatkan sebagian besar massa atom, dan massa yang ditempati oleh semua elektron sangat kecil.Dalam struktur atom, inti atom hanya menempati ruang yang kecil.Elektron berputar mengelilingi inti, dan elektron memiliki ruang aktivitas yang jauh lebih besar.
Atom memiliki “energi dalam”, yang terdiri dari dua bagian: pertama elektron memiliki kecepatan orbit dan energi kinetik tertentu;yang lainnya adalah terdapat jarak antara elektron bermuatan negatif dan inti bermuatan positif, dan terdapat sejumlah energi potensial.Jumlah energi kinetik dan energi potensial seluruh elektron adalah energi seluruh atom, yang disebut energi dalam atom.
Semua elektron berputar mengelilingi inti;terkadang lebih dekat ke inti, energi elektron ini lebih kecil;kadang-kadang jauh dari inti, energi elektron-elektron ini lebih besar;menurut kemungkinan terjadinya, orang membagi lapisan elektron menjadi ” “Tingkat Energi” yang berbeda;Pada “Tingkat Energi” tertentu, mungkin terdapat banyak elektron yang sering mengorbit, dan setiap elektron tidak mempunyai orbit tetap, namun semua elektron ini mempunyai tingkat energi yang sama;“Tingkat Energi” terisolasi satu sama lain.Ya, mereka diisolasi berdasarkan tingkat energi.Konsep “tingkat energi” tidak hanya membagi elektron menjadi beberapa tingkatan menurut energinya, tetapi juga membagi ruang orbit elektron menjadi beberapa tingkatan.Singkatnya, sebuah atom mungkin memiliki beberapa tingkat energi, dan tingkat energi yang berbeda berhubungan dengan energi yang berbeda;beberapa elektron mengorbit pada “tingkat energi rendah” dan beberapa elektron mengorbit pada “tingkat energi tinggi”.
Saat ini, buku fisika sekolah menengah telah dengan jelas menandai ciri-ciri struktur atom tertentu, aturan distribusi elektron pada setiap lapisan elektron, dan jumlah elektron pada tingkat energi yang berbeda.
Dalam sistem atom, elektron pada dasarnya bergerak berlapis-lapis, dengan beberapa atom pada tingkat energi tinggi dan beberapa pada tingkat energi rendah;karena atom selalu dipengaruhi oleh lingkungan luar (suhu, listrik, magnet), elektron dengan tingkat energi tinggi tidak stabil dan akan melakukan transisi spontan ke tingkat energi rendah, efeknya dapat diserap, atau dapat menghasilkan efek eksitasi khusus dan menyebabkan “ emisi spontan”.Oleh karena itu, dalam sistem atom, ketika elektron dengan tingkat energi tinggi bertransisi ke tingkat energi rendah, akan ada dua manifestasi: “emisi spontan” dan “emisi terstimulasi”.
Radiasi spontan, elektron dalam keadaan energi tinggi tidak stabil dan, dipengaruhi oleh lingkungan luar (suhu, listrik, magnet), secara spontan bermigrasi ke keadaan energi rendah, dan kelebihan energi dipancarkan dalam bentuk foton.Ciri-ciri radiasi jenis ini adalah transisi setiap elektronnya dilakukan secara bebas dan acak.Keadaan foton dari emisi spontan elektron yang berbeda berbeda-beda.Pancaran cahaya secara spontan berada dalam keadaan “tidak koheren” dan arahnya tersebar.Namun, radiasi spontan memiliki karakteristik atom itu sendiri, dan spektrum radiasi spontan dari atom yang berbeda berbeda-beda.Berbicara tentang hal ini, mengingatkan kita pada pengetahuan dasar fisika, “Benda apa pun memiliki kemampuan memancarkan panas, dan benda tersebut memiliki kemampuan untuk terus menerus menyerap dan memancarkan gelombang elektromagnetik.Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan panas mempunyai distribusi spektrum tertentu.Spektrum ini Distribusinya terkait dengan sifat benda itu sendiri dan suhunya.”Oleh karena itu, penyebab adanya radiasi termal adalah emisi atom secara spontan.
Dalam emisi terstimulasi, elektron dengan tingkat energi tinggi bertransisi ke tingkat energi rendah di bawah “stimulasi” atau “induksi” “foton yang sesuai dengan kondisi” dan memancarkan foton dengan frekuensi yang sama dengan foton datang.Ciri terbesar dari radiasi terstimulasi adalah foton yang dihasilkan oleh radiasi terstimulasi memiliki keadaan yang persis sama dengan foton datang yang menghasilkan radiasi terstimulasi.Mereka berada dalam keadaan “koheren”.Mereka memiliki frekuensi dan arah yang sama, dan sangat mustahil untuk membedakan keduanya.perbedaan di antara mereka.Dengan cara ini, satu foton menjadi dua foton identik melalui satu emisi terstimulasi.Ini berarti bahwa cahayanya diintensifkan, atau “diperkuat”.
Sekarang mari kita analisa lagi, kondisi apa yang diperlukan agar radiasi rangsangan dapat diperoleh lebih banyak dan lebih sering?
Dalam keadaan normal, jumlah elektron pada tingkat energi tinggi selalu lebih sedikit dibandingkan jumlah elektron pada tingkat energi rendah.Jika Anda ingin atom menghasilkan radiasi terstimulasi, Anda ingin meningkatkan jumlah elektron pada tingkat energi tinggi, sehingga Anda memerlukan “sumber pompa”, yang tujuannya adalah untuk menstimulasi lebih banyak. Terlalu banyak elektron pada tingkat energi rendah yang melompat ke tingkat energi tinggi , sehingga jumlah elektron tingkat energi tinggi akan lebih banyak daripada jumlah elektron tingkat energi rendah, dan akan terjadi “pembalikan nomor partikel”.Terlalu banyak elektron dengan tingkat energi tinggi hanya dapat bertahan dalam waktu yang sangat singkat.Waktu akan melonjak ke tingkat energi yang lebih rendah, sehingga kemungkinan terstimulasinya emisi radiasi akan meningkat.
Tentu saja, “sumber pompa” diatur untuk atom yang berbeda.Hal ini membuat elektron “beresonansi” dan memungkinkan lebih banyak elektron dengan tingkat energi rendah melompat ke tingkat energi tinggi.Pembaca pada dasarnya sudah bisa memahami, apa itu laser?Bagaimana laser diproduksi?Laser adalah “radiasi cahaya” yang “tereksitasi” oleh atom-atom suatu benda di bawah aksi “sumber pompa” tertentu.Ini adalah laser.
Waktu posting: 27 Mei-2024
