Laser: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
dodani su laseri sa slobodnim elektronima i primjene lasera |
|||
Redak 57:
==laseri sa slobodnim elektronima==
[[Slika:FEL.png|thumb|300px|Laser sa slobodnim elektronima, shema]]
Laseri sa slobodnim elektronima koriste snop [[teorija relativnosti|relativističkih]] [[elektron|elektrona]] koji prolazi kroz magnetsko polje koje naizmjenično mijenja smjer duž puta elektrona. U normalnim okolnostima, relativistički elektroni, koji prolaze kroz magnetsko polje emitiraju [[sinkrotronsko zračenje]]. Kod lasera sa slobodnim elektronima, put koji elektroni prolaze između naizmjeničo postavljenih magneta se stavlja u lasersku šupljinu, tako da fotoni, koji su uhvaćeni između zrcala, izazivaju stimuliranu emisiju slobodnih elektrona u magnetskom polju, kao i kod elektrona u pobuđenim atomima. Laseri sa slobodnim elektronima se mogu ugađati promjenom gutoće rasporeda magneta, jakosti njihovog magnetskog polja i promjenom energije elektrona. Tako se mogu se napraviti i laseri sa slobodnim elektronima koji rade na valnim duljinama koje su nedostupne klasičnim laserima, jer ne postoji pogodan laserski medij koji bi mogao proizvesti zadanu valnu duljinu. Moguće je napraviti i laser s jako dugačkom laserskom šupljinom, bez zrcala, čiji fotoni onda ne bi trebali prolaziti veliki broj puta duž optičkog puta lasera, već bi prošli samo jedanput. Takav laser se naziva '''superradijantni laser'''. Danas se pokušavaju napraviti superradijantni laseri sa slobodnim elektronima, koji bi radili u spektralnim područjima, u kojima ne postoje zrcala kojima bi se to zračenje reflektiralo; npr. u [[rendgensko zračenje|rendgenskom području]].
==Primjene lasera==
Laseri, zbog kvalitete svjetla, koje daju danas primjenjuju u gotovo svim ljudskim djelatnostima. Laseri s krutom jezgrom (posebno Nd:YAG) se koriste za rezanje, bušenje i varenje. Zbog kolimiranosti laserske zrake, moguće je postići veliku preciznost prilikom obrade materijala, pa se često laseri koriste u kirurgiji; npr. moguće je laserom obraditi kapilaru u oku bez oštećenja okolnog tkiva i bilo kakve operacije na oku. Laserima se može liječiti i [[kratkovidnost]] i [[dalekovidnost]], obradom očne leće. Laserima se je moguće i spaliti tintu na papiru, a ostaviti papir neoštećen.
Zbog svoje monokromatičnosti, laseri su iskorišteni i za novu defeneciju [[metar|metra]]. Metar je prije bio definiran preko valne duljine spektralne linije u [[atomski spektar|atomskom spektru]] kriptona. Pokazalo se da laseri imaju neusporedivo oštrije spektralne linije od spomenute linije kriptona, koja je odabrana jer je to najoštrija poznata spektralna linija u prirodi, a primjenom lasera, pokazalo se da ta linija nije simetrična, pa je nastao problem: koji dio linije uzeti kao definiciju metra. Danas je metar redefiniran kao udaljenost koju svjetlost prijeđe u <math>\cfrac{1}{299792458}</math> sekundi. Brzina svjetlosti se mjeri pomoću lasera: laseru se određenim metodama odredi valna duljina i frekvencija njegovog zračenja. Njihov umnožak daje brzinu svjetlosti (zapravo je dogovorno uzeto da je brzina svjetlost jednaka 299792458 m/s -točno, a metar je definiran preko te vrijednosti i definicije [[sekunda|sekunde]]).
Laseri se upotrebljavaju za označavanje položaja na nekom udaljenom mjestu, u mjeriteljstvu, a čak i prilikom predavanja predavači pokazuju na ploču ili platno [[laserski pokazivač|laserskim pokazivačima]]. Za tu svrhu se koriste poluvodički laseri, jer su relativno jeftini. Za preciznije namjene koriste se plinski laseri, jer poluvodički laseri pokazuju veće širenje zrake od ostalih lasera. Na taj nečin je izmerena udaljenost od [[Zemlja|Zemlje]] do [[Mjesec|Mjeseca]] s preciznošću od nekoliko milimetara! Astronauti iz jedne od misija Apollo su postavili jedno zrcalo na površini Mjeseca. Znanstvenici su usmjerili laser prema tom zrcalu i mjerili vrijeme potrebno laserskoj zraci da sa površine Zemlje dođe do zrcala na površini Mjeseca i natrag. Prilikom povratka za Zemlju, lasreska zraka je imala promjer od oko 2 [[kilometar|km]], što je uglavnom uzrokovano rasipanjem zrake u Zemljinoj [[atmosfera|atmosferi]].
Laseri se korise za pohranu i očitavanje podataka na različitim medijima [[CD]], [[DVD]]. Laseri se koriste i u laserskim [[printer|printerima]], za osvjetljavanje određenih područja na fotoosjetljivom valjku, kojim se onda tinta preslikava na papir. U tu svrhu se koriste mali poluvodički laseri.
Laseri se koriste u [[spektroskopija|spektroskopiji]], kao intenzivni izvori monokromatičnog svjetla. Najčešće se koriste: [[argonski laser]] u [[ramanova spektroskopija|ramanovoj spektroskopiji]] i laseri s bojilima u [[spektroskopija visokog razlučivanja|spektroskopiji visokog razlučivanja]]. He-Ne laseri se koriste u [[michaelsonov interferometar|Michaelsonovim interferometrima]], za precizno mjerenje položaja zrcala.
Pulsni laseri se koriste za proučavanje super-brzih procesa. U [[femtosekundna spektroskopija|femtosekundnoj spektroskopiji]] se na objekt proučavanja se istovremeno pošalju dvije laserske zrake iz pulsnog lasera vrlo kratkog pulsa. Jedna zraka se pošalje direktno na uzorak, a drugoj se poveća put za nekoliko centimetara s pomoću zgodno postavljenih zrcala. Ta zraka će zakasniti za nekoliko [[femtosekunda|femtosekundi]], jer je svjetlosti potrebno određeno vrijeme da prijeđe taj put. Prva laserska zraka (eng. pump pulse) će uzrokovati reakciju u uzorku, a drugom (eng. probe pulse) se može gledati što se u tom trnutku događa u uzorku. Pomicanjem zrcala, moguće je kontrolirati kašnjenje druge laserske zrake i na taj način dobiti sliku o procesu unutar uzorka. Na taj način se istražuju najbrže kemijske reakcije u prirodi
Jako veliki laseri se koriste za istraživanja materije u uvjetima ekstremnih tlakova i temperatura. Pomoću takvih lasera moguće je provesti [[nuklearna fusija|nuklearnu fusiju]] na malenim količinama [[vodik|vodika]]. Takvi laseri su najčešće kruti laseri sa jezgrom napravljenom od stakla u koje su stavljene određene tvari koje služe kao aktivni laserski medij.
U vojnoj tehnologiji se koriste, ili se razvijaju laseri kojima bi se uništio udaljeni objekt, npr. balistička raketa ili satelit. Tu se koriste različiti laseri, a primjenu su našli i kemijski laseri, jer u kratkom vremenu mogu odaslati vrlo snažnu zraku.
| |||