Лазер және жарық
Жарық - адамның көзіне көрінетін электромагниттік толқындардың бір түрі, сондықтан жиі көрінетін жарық деп аталады. Көрінетін жарық аймағы электромагниттік спектрдің инфрақызыл және ультракүлгін аймақтарының арасында орналасқан. Көрінетін жарықтың толқын ұзындығы 380нм мен 740нм аралығында болады.
Классикалық физикада жарық вакуум арқылы секундына 299792458 метр тұрақты жылдамдығы бар көлденең толқын деп саналады. Ол классикалық толқын механикасында түсіндірілетін көлденең механикалық толқындардың интерференция, дифракция, поляризация сияқты барлық қасиеттерін көрсетеді. Қазіргі электромагниттік теорияда жарықтың толқындық және бөлшектік қасиеттері бар деп есептеледі.
Шекара немесе басқа орта бұзбаса, жарық әрқашан түзу сызықпен таралады және ол сәулемен бейнеленеді. Жарықтың таралуы түзу болса да, ол үш өлшемді кеңістікте таралады. Нәтижесінде жарықтың қарқындылығы төмендейді. Егер жарық кәдімгі жарық көзінен, мысалы, қыздыру шамынан туындаса, жарықтың көптеген түстері болуы мүмкін (оларды жарық призма арқылы өткенде көруге болады). Сондай-ақ, жарық толқындарының поляризациясы ерікті. Сондықтан таралу кезінде жарық материалға жұтылады. Кейбір молекулалар белгілі бір полярлықпен жарықты жұтады, ал басқалары өтуіне мүмкіндік береді. Кейбір молекулалар жарықты белгілі бір жиіліктермен жұтады. Осы факторлардың барлығы әсер етеді және қашықтыққа байланысты жарықтың қарқындылығы күрт төмендейді.
Жарықты алыс қашықтыққа апару қажет болғанда, біз бұл мәселелерді еңсеруіміз керек. Жарық толқындарын таралу бойына параллель ұстау арқылы оны әрі қарай жіберуге болады; альянс жүйесін пайдалана отырып, дисперсті жарық толқындарын параллель жүру үшін бір бағытқа бағыттауға болады. Сондай-ақ, бір түсті жарықты (монохроматты жарық – бір жиілік/толқын ұзындығы бар жарық пайдаланылады) және бекітілген полярлықты пайдалану арқылы сіңіруді азайтуға болады.
Бұл жерде мәселе тұрақты толқын ұзындығы мен полярлығы бар жарық сәулеленуін қалай жасау керектігінде. Бұған белгілі бір материалды зарядтау арқылы қол жеткізуге болады, олар электрондардағы бір ғана ауысу арқылы жарық береді. Бұл ынталандырылған эмиссия деп аталады. Бұл лазерді жасаудың негізгі принципі болғандықтан, атау оны алып жүреді. Лазер стендтері ынталандырылған сәуле шығару арқылы жарықты күшейту (LASER). Пайдаланылған материалдарға және ынталандыру әдісіне қарай лазерден әртүрлі жиіліктер мен күштерді алуға болады.
Лазерлердің көптеген қолданбалары бар. Олар барлық CD/DVD дискілерінде және басқа электроникалық құрылғыларда қолданылады. Олар медицинада да кеңінен қолданылады. Жоғары қарқынды лазерлерді кескіш, дәнекерлеуші және металды термиялық өңдеу кезінде пайдалануға болады.
Лазер мен (қалыпты/қарапайым) жарықтың айырмашылығы неде?
• Жарық та, ЛАЗЕР де электромагниттік толқындар. Шындығында, лазер жеңіл, ол белгілі бір сипаттамалармен жұмыс істеуге арналған.
• Жарық толқындары орта арқылы өткенде дисперсті болып, қатты сіңеді. Лазерлер ең аз сіңіру мен дисперсияға арналған.
• Кәдімгі көзден келетін жарық 3D кеңістігінде таралады, сондықтан әрбір сәуле бір-біріне бұрыш жасайды, ал лазерлерде бір-біріне параллель таралатын сәулелер болады.
• Қалыпты жарық түстер диапазонынан (жиіліктерден) тұрады, ал лазерлер монохроматикалық болады.
• Кәдімгі жарықтың полярлығы әртүрлі, ал лазерлік жарықтың жазық поляризацияланған жарығы бар.
