1 of 19

Квантові геноратори �та їх застосування

ЗРОЗУМІЙ! ЦЕ ПРОСТО!

Фізика

11 клас

2 of 19

1

Лазери – генератори індукованого когерентного випромінювання.

Мазер –  квантовий генератор, який випромінює когерентні радіохвилі у сантиметровому чи міліметровому діапазоні (довжина хвилі порядку сантиметра).

3 of 19

2

З історії відкриття:

  • 1917 р. – Ейнштейн: дослідження випромінювання;
  • 1940 р. – Фабрикант: можливість використання вимушеного випромінювання для підсилення електромагнітних хвиль;
  • 1954 р. – Басов, Прохоров, Таунс: створення мазера (1963 р. – Нобелівська премія);
  • 1960 р. – створення лазера.

В. А. Фабрикант

(1907 – 1991)

М. Г. Басов

(1922 – 2001)

Ч. Х. Таунс

(1915 – 2015)

А. М. Прохоров

(1916 – 2002)

4 of 19

3

Випромінювання, яке відбувається без зовнішніх причин, що змінюють енергію атома, називають самочинним, або спонтанним випромінюванням.

Індуковане (вимушене) випромінювання − випромінювання, що виникає у збудженому атомі при переході в нормальний стан під дією зовнішніх факторів (наприклад, під впливом світла).

5 of 19

Властивості лазерного випромінювання

  • Когерентність випромінювання;
  • Монохроматичність випромінювання;
  • Значна потужність випромінювання;
  • Малий кут розходження випромінювання

4

6 of 19

5

7 of 19

6

Атом Хрому в кристалі рубіна, поглинаючи фотон з довжиною хвилі 560 нм, активізується і переходить з основного, стабільного стану Е1 у збуджений з енергією E3. У такому стані він існує недовго (близько 10-8 с), після чого самочинно переходить на метастабільний рівень E2, в якому перебуває більш тривалий час (близько 10-3 с).

8 of 19

7

9 of 19

8

10 of 19

9

11 of 19

10

Процес «накачки» лазера

12 of 19

11

Повертаючись у незбуджений стан, атоми хаотично випромінюють фотони

13 of 19

12

Частина фотонів буде рухатись вздовж осі лазера, відбиваючись від дзеркал; такі фотони викличуть вимушене випромінювання збуджених атомів.

14 of 19

13

В результаті з рубінового стержня через напівпрозоре дзеркало вийде потужний пучок монохроматичного світла.

15 of 19

14

16 of 19

Застосування лазерів:

15

  • Медицина;
  • Техніка;
  • Промисловість, утому числі хімічна;
  • Військова справа;
  • Метеорологія;
  • Наукові дослідження;
  • Комп'ютерна техніка

17 of 19

Застосування лазерів:

16

  • Медицина;
  • Техніка;
  • Промисловість, утому числі хімічна;
  • Військова справа;
  • Метеорологія;
  • Наукові дослідження;
  • Комп'ютерна техніка

18 of 19

Застосування лазерів:

17

  • Медицина;
  • Техніка;
  • Промисловість, утому числі хімічна;
  • Військова справа;
  • Метеорологія;
  • Наукові дослідження;
  • Комп'ютерна техніка

19 of 19

Застосування лазерів:

18

  • Медицина;
  • Техніка;
  • Промисловість, утому числі хімічна;
  • Військова справа;
  • Метеорологія;
  • Наукові дослідження;
  • Комп'ютерна техніка