منتديات شعاع الاحساس

منتديات شعاع الاحساس


 
الرئيسيةالبوابةاليوميةبحـثالمجموعاتالتسجيلدخول

منتديات شعاع الاحساس ترحب بكم يسرنا انضمامكم لنا للتسجيل والاشتراك معنا تفضل بالدخول هنا وان كنت قد قمت بالتسجيل يمكنك الدخول من هنا ...وان كنت لا تعرف آلية التسجيل اضغط هنا   ننصحكم باستخدام متصفح موزيلا فيرفوكس لتحميل البرنامج من هنا ...


شاطر | 
 

 تركيب الذرة وأسس عمل الليزر

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Mohammad AbuFares
المدير العام
المدير العام


ذكر عدد المساهمات : 1306
تاريخ التسجيل : 05/02/2010
العمر : 22
الموقع : الاردن -عمان

مُساهمةموضوع: تركيب الذرة وأسس عمل الليزر   الإثنين فبراير 08, 2010 9:45 pm

تركيب الذرة وأسس عمل الليزر
في النموذج التقليدي لتركيب الذرة تتكون الذرة في أبسط صورها من نواة ( تحوي في داخلها البروتونات والنيوترونات ) وسحابة من الإلكترونات تدور في مدارات حول النواة ! وبالرغم من أن النظريات الحديثة حول الذرة لا تتنبأ بوجود مدارات منفصلة للإلكترونات ، إلا أنه من المفيد هنا أن ننظر لهذه المدارات بحيث أنها تمثل مستويات مختلفة من الطاقة .
تتم في الذرة عمليات مختلفة تشكّل الأساس لفهم عمل الليزر ، ولذلك لابد من دراسة هذه العمليات بشيءٍ من التفصيل
1) الامتصاص التلقائي Spontaneous Absorption
من المعروف أن الذرات والأيونات والجزيئات تتميز كل منها بكمية محددة من الطاقة ( مستوى طاقة ) . ويسمى المستوى الذي يمتلك أقل طاقة بالمستوى الأول ( Ground State ) وتسمى المستويات ذات الطاقة الأعلى بـ :
مستويات الإثارة ( Excited state )
فإذا امتصت الذرة فوتوناً ( أو فوتونات ) فإن طاقتها تزداد فتنتقل إلى مستوى طاقة أعلى ( مستوى إثارة ) ويكون فرق الطاقة بين المستويين يساوي طاقة الفوتون الممتص .


) الاثبعاث التلقائي :
لا تبقى الذرة المثارة طويلاً في مستوى الطاقة الجديد ، فهي تميل دائماً إلى حالة الاستقرار وتعود بعد فترة زمنية معينة إلى المستوى الأول ( طا1 ) ، وعندما تنتقل هذه الذرة من مستوى الطاقة الأعلى ( طا2 ) إلى مستوى الطاقة المنخفض ( طا1 ) فإنها تطلق فوتوناً طاقته تساوي فرق الطاقة بين المستويين .
ويسمى هذا الانتقال الانبعاث التلقائي ، وتكون فوتونات هذا الانتقال مختلفة في الطور بالنظر لاختلاف مستويات الطاقة التي تنبعث منها وتنبعث في جميع الاتجاهات ، ولا يشترط لحدوث الانتقال أن يكون هناك عدد كبير من الذرات المثارة . وهذا الانبعاث هو أساس شعاع الليزر .

3) الانبعاث المستثار ( المحفّز )
إذا كانت الذرة في مستوى الطاقة الأعلى ( طا2 ) فيمكنها الانتقال إلى مستوى الطاقة المنخفض ( طا1 ) إذا اصطدمت بفوتون ناتج من انبعاث تلقائي بين المستويين ( طا2 ) و ( طا1 ) .
هذا الاصطدام يستثير ( يحفّز ) الذرة في المستوى ( طا2 ) لتنتقل إلى المستوى ( طا1 ) مما يؤدي إلى انبعاث فوتون جديد مماثل لفوتون الانبعاث التلقائي الذي اصطدم بالذرة . ونقصد بكلمة مماثل أن الفوتون الجديد مماثل من حيث الطور والاتجاه والطاقة لفوتون الانبعاث التلقائي الذي اصطدم بالذرة.
يسمى هذا الانبعاث بِـ : الانبعاث المستثار ، وهو يختلف عن الانبعاث التلقائي : لأن طور جميع الفوتونات المنبعثة واتجاهها وطاقتها مطابقة للفوتونات المحفزّة التي سببت هذا الانبعاث . كذلك تتناسب شدة الانبعاث ( المستثار ) مع شدة الاشعاع الكهرومغناطيسي المتمثل بالانبعاث التلقائي .

4) التوزيع أو التعداد المعكوس Population Inversion
لزيادة احتمال الانبعاث المستثار يجب أن يكون عدد الذرات المثارة في المستويات العليا للطاقة أكبر مما هو عليه في المستويات الدنيا للطاقة .
تسمى هذه العملية بالتوزيع أو التعداد المعكوس . وللوصول إلى هذه الحالة تستعمل أنظمة ذرية لها مستويات طاقة وسطية تسمى مستوى طاقة شبه مستقر Metastable state يكون متوسط زمن عمرها طويلاً نسبياً (10 -6 ـ 10 -2 ) ثانية كي تبقى الذرات المثارة فيها لفترة زمنية أطول من فترة وجودها في مستويات الإثارة الأخرى .
ويتم توليد هذه الحالة شبه المستقرة بطرائق تسمى طرائق أو عمليات الضخ .
طرائق الضّخ Pumping techniques :
أ) الضّخ الضوئي Optical Pumping :
يستخدم لهذا النوع مصدر ضوئي عالي الشدّة لتحريض الوسط الفعال ، ودفع ذراته أو جزيئاته لامتصاص الطاقة والانتقال إلى مستويات الطاقة الأعلى ، وتستخدم هذه الطريقة مصابيح مضيئة مثل فلاش الكاميرا خاصة مثل تلك المستخدمة في ليزر الياقوت .
ب) الضّخ الكهربائي Electrical Pumping :
تستخدم هذه الطريقة في ليزر الغاز ، وتتم عن طريق التفريغ الكهربائي ، ولتنفيذ ذلك يوضع الغاز بين قطبين كهربائيين داخل أنبوب التفريغ ، ويطبق عليه فرق جهد عال ، وعندما تتحرك الإلكترونات بين القطبين نتيجة فرق الجهد العالي تصطدم مع ذرات أو جزيئات الغاز مسببة إثارتها وانتقالها إلى مستويات طاقة أعلى
جـ) الضّخ الكيميائي Chemical Pumping :
يكون التفاعل الكيميائي بين مكونات الوسط الفعّال أساس توفير الطاقة لإثارة الذرات في عمل الليزر الكيميائي . وعلى الرغم من الكفاءة المنخفضة لمنظومات الليزر والتي لا تتجاوز في أحسن الأحوال 35% ( ليزر شبه الموصل ) إلا أن الضّخ الكيميائي يوفّر كفاءة عالية جداً قد تصل إلى 200% أو 300% لأن طاقة النواتج قد تفوق وبمقدار كبير الطاقة اللازمة لإحداث التفاعل الكيميائي .
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.sho3a3.alafdal.net
 
تركيب الذرة وأسس عمل الليزر
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات شعاع الاحساس :: مكتبة شعاع الاحساس :: مكتبة طلاب العلم :: فيزياء-
انتقل الى: