1. लेसर निर्मितीचे तत्त्व
अणूची रचना लहान सौरमालेसारखी आहे, ज्याच्या मध्यभागी अणु केंद्रक आहे. इलेक्ट्रॉन अणु केंद्रकाभोवती सतत फिरत असतात आणि अणु केंद्रक देखील सतत फिरत असतो.
न्यूक्लियस प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनने बनलेला असतो. प्रोटॉन सकारात्मक चार्ज केलेले असतात आणि न्यूट्रॉन चार्ज नसतात. संपूर्ण न्यूक्लियसद्वारे वाहून घेतलेल्या सकारात्मक शुल्कांची संख्या संपूर्ण इलेक्ट्रॉनद्वारे वाहून नेलेल्या नकारात्मक शुल्कांच्या संख्येइतकी असते, म्हणून सामान्यतः अणू बाह्य जगासाठी तटस्थ असतात.
जोपर्यंत अणूच्या वस्तुमानाचा संबंध आहे, न्यूक्लियस अणूच्या बहुतेक वस्तुमानावर केंद्रित आहे आणि सर्व इलेक्ट्रॉनांनी व्यापलेले वस्तुमान खूपच लहान आहे. अणु रचनेत, केंद्रक फक्त एक लहान जागा व्यापते. इलेक्ट्रॉन न्यूक्लियसभोवती फिरतात आणि इलेक्ट्रॉनमध्ये क्रियाकलापांसाठी खूप मोठी जागा असते.
अणूंमध्ये "अंतर्गत ऊर्जा" असते, ज्यामध्ये दोन भाग असतात: एक म्हणजे इलेक्ट्रॉनची परिभ्रमण गती आणि विशिष्ट गतिज ऊर्जा असते; दुसरे म्हणजे नकारात्मक चार्ज केलेले इलेक्ट्रॉन आणि सकारात्मक चार्ज केलेले न्यूक्लियस यांच्यात एक अंतर आहे आणि संभाव्य ऊर्जा एक विशिष्ट प्रमाणात आहे. सर्व इलेक्ट्रॉन्सची गतिज ऊर्जा आणि संभाव्य उर्जेची बेरीज ही संपूर्ण अणूची ऊर्जा असते, ज्याला अणूची अंतर्गत ऊर्जा म्हणतात.
सर्व इलेक्ट्रॉन न्यूक्लियसभोवती फिरतात; कधीकधी न्यूक्लियसच्या जवळ, या इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा लहान असते; कधीकधी न्यूक्लियसपासून दूर, या इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा मोठी असते; घटनेच्या संभाव्यतेनुसार, लोक इलेक्ट्रॉन लेयरला वेगवेगळ्या ""ऊर्जा पातळी" मध्ये विभाजित करतात; एका विशिष्ट "ऊर्जा पातळी" वर, अनेक इलेक्ट्रॉन वारंवार परिभ्रमण करत असू शकतात आणि प्रत्येक इलेक्ट्रॉनची एक निश्चित कक्षा नसते, परंतु या सर्व इलेक्ट्रॉन्सची ऊर्जा समान पातळी असते; "ऊर्जा पातळी" एकमेकांपासून विलग आहेत. होय, ते उर्जेच्या पातळीनुसार वेगळे केले जातात. "ऊर्जा पातळी" ची संकल्पना केवळ इलेक्ट्रॉनांना उर्जेनुसार स्तरांमध्ये विभाजित करत नाही तर इलेक्ट्रॉनच्या परिभ्रमण जागेला अनेक स्तरांमध्ये विभाजित करते. थोडक्यात, एका अणूमध्ये अनेक ऊर्जा पातळी असू शकतात आणि भिन्न ऊर्जा पातळी वेगवेगळ्या ऊर्जांशी संबंधित असतात; काही इलेक्ट्रॉन “कमी ऊर्जा स्तरावर” फिरतात आणि काही इलेक्ट्रॉन “उच्च उर्जा स्तरावर” फिरतात.
आजकाल, मध्यम शालेय भौतिकशास्त्राच्या पुस्तकांमध्ये विशिष्ट अणूंची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन लेयरमधील इलेक्ट्रॉन वितरणाचे नियम आणि वेगवेगळ्या ऊर्जा स्तरांवर इलेक्ट्रॉनची संख्या स्पष्टपणे चिन्हांकित केलेली आहे.
अणुप्रणालीमध्ये, इलेक्ट्रॉन्स मुळात थरांमध्ये फिरतात, काही अणू उच्च उर्जेच्या पातळीवर आणि काही कमी उर्जेच्या पातळीवर असतात; कारण अणूंवर नेहमी बाह्य वातावरणाचा (तापमान, वीज, चुंबकत्व) प्रभाव पडतो, उच्च-ऊर्जा पातळीचे इलेक्ट्रॉन अस्थिर असतात आणि कमी उर्जेच्या पातळीवर उत्स्फूर्त संक्रमण करतात, त्याचा प्रभाव शोषला जाऊ शकतो, किंवा ते विशेष उत्तेजित प्रभाव निर्माण करू शकतात आणि कारण " उत्स्फूर्त उत्सर्जन." म्हणून, अणुप्रणालीमध्ये, जेव्हा उच्च-ऊर्जा पातळीचे इलेक्ट्रॉन कमी-ऊर्जेच्या पातळीवर संक्रमण करतात, तेव्हा दोन प्रकटीकरणे होतील: "उत्स्फूर्त उत्सर्जन" आणि "उत्तेजित उत्सर्जन".
उत्स्फूर्त विकिरण, उच्च-ऊर्जा अवस्थेतील इलेक्ट्रॉन अस्थिर असतात आणि बाह्य वातावरणाने (तापमान, वीज, चुंबकत्व) प्रभावित होतात, उत्स्फूर्तपणे कमी-ऊर्जेच्या स्थितीत स्थलांतरित होतात आणि जास्त ऊर्जा फोटॉनच्या रूपात विकिरणित होते. या प्रकारच्या रेडिएशनचे वैशिष्ट्य म्हणजे प्रत्येक इलेक्ट्रॉनचे संक्रमण स्वतंत्रपणे केले जाते आणि ते यादृच्छिक असते. वेगवेगळ्या इलेक्ट्रॉनच्या उत्स्फूर्त उत्सर्जनाच्या फोटॉन अवस्था वेगवेगळ्या असतात. प्रकाशाचे उत्स्फूर्त उत्सर्जन "विसंगत" अवस्थेत असते आणि त्याच्या दिशा विखुरलेल्या असतात. तथापि, उत्स्फूर्त रेडिएशनमध्ये स्वतः अणूंची वैशिष्ट्ये असतात आणि वेगवेगळ्या अणूंच्या उत्स्फूर्त रेडिएशनचे स्पेक्ट्रा भिन्न असतात. याविषयी बोलताना, ते लोकांना भौतिकशास्त्रातील मूलभूत ज्ञानाची आठवण करून देते, “कोणत्याही वस्तूमध्ये उष्णता पसरवण्याची क्षमता असते आणि त्या वस्तूमध्ये विद्युत चुंबकीय लहरी सतत शोषून घेण्याची आणि उत्सर्जित करण्याची क्षमता असते. उष्णतेने उत्सर्जित होणाऱ्या विद्युत चुंबकीय लहरींचे विशिष्ट स्पेक्ट्रम वितरण असते. या स्पेक्ट्रमचे वितरण ऑब्जेक्टच्या गुणधर्मांशी आणि त्याच्या तापमानाशी संबंधित आहे. म्हणून, थर्मल रेडिएशनच्या अस्तित्वाचे कारण म्हणजे अणूंचे उत्स्फूर्त उत्सर्जन.
उत्तेजित उत्सर्जनामध्ये, उच्च-ऊर्जा पातळीचे इलेक्ट्रॉन "स्थितींसाठी योग्य असलेल्या फोटॉन्स" च्या "उत्तेजना" किंवा "प्रेरण" अंतर्गत निम्न-ऊर्जा स्तरावर संक्रमण करतात आणि घटना फोटॉन सारख्याच वारंवारतेच्या फोटॉनचे विकिरण करतात. उत्तेजित किरणोत्सर्गाचे सर्वात मोठे वैशिष्ट्य म्हणजे उत्तेजित किरणोत्सर्गामुळे निर्माण होणाऱ्या फोटॉनची अवस्था उत्तेजित किरणोत्सर्ग निर्माण करणाऱ्या फोटॉन्ससारखीच असते. ते "सुसंगत" स्थितीत आहेत. त्यांच्याकडे समान वारंवारता आणि समान दिशा आहे, आणि दोन्ही वेगळे करणे पूर्णपणे अशक्य आहे. त्यामधील फरक. अशा प्रकारे, एका उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे एक फोटॉन दोन समान फोटॉन बनतो. याचा अर्थ असा आहे की प्रकाश तीव्र झाला आहे किंवा "विवर्धित" झाला आहे.
आता पुन्हा विश्लेषण करूया, अधिकाधिक वारंवार उत्तेजित रेडिएशन मिळविण्यासाठी कोणत्या परिस्थितीची आवश्यकता आहे?
सामान्य परिस्थितीत, उच्च उर्जा पातळीमध्ये इलेक्ट्रॉनची संख्या कमी उर्जा पातळीतील इलेक्ट्रॉनच्या संख्येपेक्षा नेहमीच कमी असते. जर तुम्हाला अणूंनी उत्तेजित रेडिएशन तयार करायचे असेल, तर तुम्हाला उच्च उर्जा पातळीमध्ये इलेक्ट्रॉनची संख्या वाढवायची असेल, म्हणून तुम्हाला एक "पंप स्त्रोत" आवश्यक आहे, ज्याचा उद्देश अधिक उत्तेजित करणे आहे. , म्हणून उच्च-ऊर्जा पातळीच्या इलेक्ट्रॉनची संख्या निम्न-ऊर्जा पातळीच्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येपेक्षा जास्त असेल आणि "कण क्रमांक उलटा" होईल. बरेच उच्च-ऊर्जा पातळीचे इलेक्ट्रॉन फक्त फारच कमी काळ राहू शकतात. वेळ कमी उर्जेच्या पातळीवर जाईल, त्यामुळे उत्तेजित रेडिएशन उत्सर्जनाची शक्यता वाढेल.
अर्थात, "पंप स्त्रोत" वेगवेगळ्या अणूंसाठी सेट केला जातो. हे इलेक्ट्रॉनांना "प्रतिध्वनी" बनवते आणि कमी-ऊर्जा पातळीच्या अधिक इलेक्ट्रॉनांना उच्च-ऊर्जा स्तरांवर जाण्याची परवानगी देते. मुळात वाचकांना समजेल, लेसर म्हणजे काय? लेसरची निर्मिती कशी होते? लेझर हे "प्रकाश विकिरण" आहे जे विशिष्ट "पंप स्त्रोत" च्या कृती अंतर्गत एखाद्या वस्तूच्या अणूंद्वारे "उत्तेजित" होते. हे लेसर आहे.
पोस्ट वेळ: मे-27-2024
