Sisu
- Peamine erinevus
- Laser vs. Valgus
- Võrdlusdiagramm
- Mis on laser?
- Mis on valgus?
- Peamised erinevused
- Järeldus
Peamine erinevus
Laseri ja valguse peamiseks erinevuseks on see, et laserit nimetatakse koherentseks, monokromaatseks ja suure suunaga valguseks, samas kui valgust nimetatakse erineva lainepikkusega elektromagnetiliste lainete segu tõttu ebajärjekindlaks ja hajutavaks.
Laser vs. Valgus
Laineid, mis tekkisid elektrivälja ja magnetvälja vahelise vibratsiooni tõttu, nimetatakse elektromagnetilisteks laineteks. Elektromagnetilisteks laineteks loetakse nii laserit kui ka valgust. Sel põhjusel liiguvad nad valguse kiirusega vaakumis. Sellegipoolest on laservalgusel omadused, mis on väga ainulaadsed ja mida looduses näha pole. Seega peetakse sellel väga olulisi omadusi.
Laserit ja valgust kasutatakse füüsikas sageli ja neid peetakse selle teadusharu kaheks oluliseks terminiks. Mõnikord võtame valguse vormis laserit. Kuid reaalsus on see, et see on nende kiirguse ajal stimuleeritavate kiirguste kerge võimendamine. Üldiselt peame ränd-footoniteks laserit ja valgust. Mõlemad erinevad üksteisest mitmeti.
Laseri ja valgust eristame peamiselt läbi sidususe tingimuste. Laserit soovitatakse kui monokromaatilist, koherentset ja ühesuunalist valguskiirt. Tavalistes hõõglampides, klapi poolel olev valgus kiirgab footoneid vastavalt nende liikumisteele, lainepikkustele ja polarisatsioonile. Laserit nimetatakse intensiivseks valguseks, samas kui tavalist valgust ei peeta intensiivseks valguseks.
Lisaks sellele on laseril põhinev põhimõte stimuleeritud emissioon, mille käigus stimuleeritakse footoneid, ja nad eraldavad footoneid algse energiaseisundi juurde naasmisel. Teisest küljest on valgusel liikumissuund ja sellel on ka terve hulk energiaid. Laserit peetakse elektromagnetilise laine tüübiks, millel on väga spetsiifiline värv. Teisel pool valgust peetakse elektromagnetilise laine tüübiks, mis on kõigi värvide summa.
Võrdlusdiagramm
| Laser | Valgus |
| Elektromagnetilise laine tüüpi, millel on stimuleeritud emissioon, nimetatakse laseriks. | Elektromagnetilise laine tüüpi, millel on spontaanne emissioon, nimetatakse valguseks. |
| Sidusus | |
| Laserit nimetatakse koherentseks elektromagnetiliseks laineks. | Valgust nimetatakse mittekoherentseks elektromagnetiliseks laineks. |
| Monokromaatne või polükromaatiline | |
| Laserit nimetatakse monokromaatiliseks elektromagnetiliseks laineks. | Valgust nimetatakse polükromaatiliseks elektromagnetiliseks laineks. |
| Suunavus | |
| Laserit peetakse suure suunaga elektromagnetiliseks laineks. | Valgust peetakse lahknevaks elektromagnetiliseks laineks. |
| Sageduste vahemik | |
| Laser osaleb väga kitsa sagedusvahemiku katmisel. | Valgus on seotud paljude sageduste katmisega. |
| Keskendumine | |
| Kuna laser on suure suunaga, saame selle fokuseerida väga teravale kohale. | Kuna valgus on erinev, ei saa me seda teravale kohale fokusseerida. |
| Värv | |
| Laser on elektromagnetiline laine, millel on väga spetsiifiline värv. | Valgus on elektromagnetiline laine, mis koosneb kõigi värvide summast. |
| Intensiivsus | |
| Laserit nimetatakse intensiivseks valguseks. | Tavalist valgust ei peeta intensiivseks valguseks. |
| Rakendused | |
| Silmaoperatsioon, metallilõikamismasinad, CD-mängijad, termotuumasünteesireaktorid, laserimine, tätoveeringute eemaldamine, vöötkoodilugejad, laserjahutus, holograafia, kiudoptiline side jne. | Valgust saab kasutada väikese ala valgustamiseks. |
Mis on laser?
Mõiste “LASER” on lühend valguse võimendamisest kiirguse stimuleeritud emissiooni kaudu. Enamasti jäävad aatomid põhiseisundisse, kuna see on stabiilne olek. Sellegipoolest on olemas ka väike protsent aatomeid, mis esinevad ergastatud või kõrgema energia olekus. See on temperatuur, millest sõltuvad kõrgema energia olekuga aatomite protsent. Temperatuuri tõustes suureneb antud ergastatud energiatasandil olevate aatomite arv.
Aatomite ergastatud oleku eluiga on nende ebastabiilsuse tõttu väga lühike. Selle tulemusel vabastavad ergastatud aatomid oma liigse energia footonitena ja de-ergastuvad kohe nende põhiseisunditesse. Need üleminekud ei vaja välist stiimulit ja seetõttu nimetatakse neid tõenäosuslikeks üleminekuteks. Seda, kui ergastatud aatom või molekul erutuvad, on võimatu hinnata. Üleminekuprotsess ja footonite emissioon on juhuslikud. Võib öelda, et emissioon on spontaanne ja footonite emissioon üleminekute ajal on faasist väljas (ebajärjekindel).
Sellegipoolest sisaldavad mõned materjalid kõrgema energiasisaldusega olekusid, millel on pikem eluiga. Neid energiaseisundeid nimetatakse metastabiilseteks olekuteks. Seetõttu ei tule selles olekus olevad aatomid või molekulid kohe tagasi oma põhiseisundisse. Samuti võime pumbata aatomeid või molekule nende metastabiilsetesse olekutesse, pakkudes neile energiat väljastpoolt. Nad püsivad pikka aega metastabiilses olekus, tagasi maapinnale naasmata. Selle tulemusel saame metastabiilses olekus aatomite protsenti suuresti suurendada, lükates rohkem aatomeid või molekule põhiseisundist metastabiilsesse olekusse.Seda olukorda nimetatakse elanikkonna inversiooniks, kuna see on tavalisele olukorrale täiesti vastupidine.
Kuid me saame stimuleerida aatomit metastabiilses olekus erutuva juhusliku footoni abil. Ülemineku ajal vabaneb uus footon. Kui saabuva footoni energia on täpselt võrdne põhiseisundi ja metastabiilse oleku vahelise energia erinevusega, siis on uue footoni sagedus, energia, faas ja suund samad, mis juhtunul. footon. Uus footon suudab stimuleerida teist ergastatud aatomit, kui materiaalne keskkond on populatsiooni inversiooni seisund. Lõppkokkuvõttes muundub protsess ahelreaktsiooniks, mis vastutab identsete footonite uputuse tekitamise eest.
Emiteeritud footonid on ühevärvilised (ühevärvilised), koherentsed (ühes faasis) ja suunatud. Me nimetasime seda toimingut põhiliseks laseritegevuseks. Kitsas sagedusvahemik, koherentsus ja suunavus on laservalguse mõned unikaalsed omadused ja neid peetakse peamisteks eelisteks, mida kasutatakse laserrakendustes. Laser-meediumite tüübi järgi on erinevat tüüpi lasereid, näiteks gaasi-, värvi-, tahkis- ja pooljuhtlaserid. Me kasutame lasereid paljudes erinevates rakendustes ja arendatakse mitmeid uusi rakendusi.
Mis on valgus?
Tavalise valguse kõige kasulikumad allikad on luminofoorlambid, hõõglambid, mida nimetatakse ka volframi hõõglampideks ja peamiselt päikesevalguseks. Teooriate kohaselt saime teada, et iga objekt, mille temperatuur on suurem kui 0K (absoluutne null), kiirgab elektromagnetilist kiirgust. Seda nimetatakse põhikontseptsiooniks, mida hõõglampides kasutatakse. Hõõglambis on volframniit.
Kui lülitame pirni sisse, võimaldab rakendatud potentsiaalide erinevus elektronidel kiireneda. Kuna me kõik teame, et volframil on kõrge elektritakistus, siis põrkuvad elektronid lühemates avarustes aatomituumadega. Elektron-aatomi tuuma kokkupõrgete tõttu on nad osa oma energia ülekandmisest aatomituumadesse, kuna kokkupõrke tõttu muutuvad elektronide hoog. Selle energiaülekande tagajärjel kuumeneb volframniit.
Kuumutatud hõõgniit osaleb elektromagnetiliste lainete kiirgamises, mis katavad laia sagedusvahemiku ja muutuvad mustaks kehaks. See vastutab infrapunakiirguse, nähtavate lainete, mikrolainete jne kiirguse eest. Kuid selle spektri kasulik osa on selle nähtav osa. Päikest nimetatakse ülekuumendatud mustaks kehaks. Sel põhjusel eraldab ta tohutul hulgal energiat, mis on elektromagnetiliste lainete kujul ja mille ülesanne on katta lai sagedusvahemik raadiolainetest gammakiirteni. On soovitatav, et iga kuumutatud keha, mis kiirgab, kiirgaks ka valguslaineid.
Teatud temperatuuril annab Wiensi nihkeseadus lainepikkuse, mis vastab musta keha suurimale intensiivsusele. Selle seaduse kohaselt väheneb kõrgeimale intensiivsusele vastav lainepikkus temperatuuri tõustes. Objekti suurimale intensiivsusele vastavat lainepikkust peetakse toatemperatuuril IR piirkonda langevaks. Sellegipoolest saame keha temperatuuri tõstes reguleerida suurimale intensiivsusele vastavat lainepikkust. Kuid muude sagedustega elektromagnetiliste lainete kiirgust ei saa peatada. Sel põhjusel ei peeta selliseid laineid monokromaatseteks.
On ilmne, et kõiki tavalisi valgusallikaid nimetatakse erinevaks. Tavaliselt võime öelda, et tavalised valgusallikad on elektromagnetiliste lainete kiirgavad juhuslikult igas suunas. Emiteeritud footonite faasidel puudub igasugune seos. Niisiis, need on sidusad valgusallikad. Tavaliste valgusallikate kiirgatavaid laineid peetakse tavaliselt polükromaatseteks.
Peamised erinevused
- Stimuleeritud emissiooniga elektromagnetilise laine tüüpi nimetatakse laseriks, samas kui spontaanse emissiooniga elektromagnetilise laine tüüpi nimetatakse kergeks.
- Laserit nimetatakse koherentseks elektromagnetiliseks laineks, kuna selle allika kiirgavad footonid on faasis, teisalt nimetatakse valgust mittekoherentseks elektromagnetiliseks laineks, kuna selle allika kiirgavad footonid on faasist väljas.
- Laserit nimetatakse monokromaatiliseks elektromagnetiliseks laineks. Vastupidiselt nimetatakse valgust polükromaatiliseks elektromagnetiliseks laineks.
- Laserit nimetatakse monokromaatiliseks elektromagnetiliseks laineks; pealtpoolt nimetatakse valgust polükromaatiliseks elektromagnetiliseks laineks.
- Laserit peetakse suure suunaga elektromagnetiliseks laineks; teiselt poolt peetakse valgust lahknevaks elektromagnetiliseks laineks.
- Laser on kaasatud väga kitsa sagedusvahemiku katmisse, samas kui valgus hõlmab mitmesuguseid sagedusi.
- Kuna laser on suure suunaga, saame selle teisest küljest fokuseerida väga teravale kohale, kuna valgus on hajutatud, mistõttu me ei saa seda teravale kohale fokuseerida.
- Laser on elektromagnetiline laine, millel on väga spetsiifiline värv, samas kui valgus on elektromagnetiline laine, mis koosneb kõigi värvide summast.
- Laserit nimetatakse intensiivseks valguseks; pealtpoolt ei peeta tavalist valgust intensiivseks valguseks.
- Laseri rakendusi on palju, sealhulgas selle kasutamine silmakirurgias, metallilõikamismasinates, CD-mängijates, tuumasünteesireaktorites, laserites, tätoveeringute eemaldamisel, vöötkoodilugejates, laserjahutuses, holograafias, kiudoptilises kommunikatsioonis. jne, teisest küljest on valgust väikese ala valgustamisel kasutada.
Järeldus
Kõigist ülaltoodud aruteludest järeldatakse, et nii laser kui ka valgus on elektromagnetiliste lainete tüübid. Esimesi nimetatakse koherentseks elektromagnetiliseks laineks ja sellel on stimuleeritud emissioon; teiselt poolt nimetatakse viimast mittekoherentseks elektromagnetiliseks laineks ja sellel on spontaanne emissioon.
