Παρουσίαση "λέιζερ". Παρουσίαση φυσικής με θέμα: "Λέιζερ" Παρουσίαση Εφαρμογή λέιζερ σε στρατιωτικές υποθέσεις
Μαθητής Abaluev Egor 11 "b"
Οι οπτικές κβαντικές γεννήτριες των οποίων η ακτινοβολία βρίσκεται στις ορατές και υπέρυθρες περιοχές του φάσματος ονομάζονται λέιζερ.
Ένα λέιζερ είναι μια συσκευή στην οποία η ενέργεια, για παράδειγμα θερμική, χημική, ηλεκτρική, μετατρέπεται σε ενέργεια ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου - μια δέσμη λέιζερ
Το άτομο βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση για περίπου 10 -8 s, μετά από τα οποία περνά αυθόρμητα (αυθόρμητα) στη θεμελιώδη κατάσταση, εκπέμποντας ένα κβάντο φωτός.
Η αυθόρμητη εκπομπή συμβαίνει απουσία εξωτερικής επιρροής στο άτομο και εξηγείται από την αστάθεια της διεγερμένης του κατάστασης.
Εάν ένα άτομο εκτεθεί σε εξωτερική επίδραση, τότε η διάρκεια ζωής του σε διεγερμένη κατάσταση μειώνεται και η εκπομπή θα εξαναγκαστεί ή θα προκληθεί. Η έννοια της διεγερμένης εκπομπής εισήχθη το 1916 από τον Α. Αϊνστάιν.
Η διεγερμένη εκπομπή αναφέρεται στην εκπομπή διεγερμένων ατόμων υπό την επίδραση του προσπίπτοντος φωτός.Επαγόμενη εκπομπή.
1940 V. A. Fabrikant (η δυνατότητα χρήσης του φαινομένου της διεγερμένης εκπομπής) 1954 N. G. Basov, A. M. Prokhorov και C. Townes (δημιουργία γεννήτριας μικροκυμάτων) 1963 N. G. Basov, A. M Prokhorov και Charles Townes τιμήθηκαν με το βραβείο του Νόμπελ εφεύρεση του λέιζερ.
Κατευθυντικότητα Μονοχρωματικότητα Συνοχή Ένταση Ιδιότητες ακτινοβολίας λέιζερ.
Κατά τη λειτουργία ενός λέιζερ, χρησιμοποιείται συχνά ένα σύστημα τριών επιπέδων ατομικής ενέργειας, το δεύτερο από τα οποία είναι μετασταθερό με διάρκεια ζωής του ατόμου σε αυτό έως και 10 -3 δευτερόλεπτα.
Σχέδιο οπτικής άντλησης τριών επιπέδων Υποδεικνύονται οι «διάρκειες ζωής» των επιπέδων E2 και E3. Το επίπεδο Ε2 είναι μετασταθερό. Η μετάβαση μεταξύ των επιπέδων Ε3 και Ε2 είναι μη ακτινοβολούμενη. Η μετάβαση με λέιζερ συμβαίνει μεταξύ των επιπέδων Ε2 και Ε1.
Ένα λέιζερ συνήθως αποτελείται από τρία κύρια στοιχεία: * Πηγή ενέργειας (μηχανισμός άντλησης) * Υγρό εργασίας. * Σύστημα κατόπτρων ("οπτική κοιλότητα").
Το κύριο μέρος ενός λέιζερ ρουμπινιού είναι μια ράβδος ρουμπινιού. Το ρουμπίνι αποτελείται από άτομα Al και O με ένα μείγμα ατόμων Cr. Είναι άτομα χρωμίου που δίνουν στο ρουμπίνι το χρώμα του και έχουν μετασταθερή κατάσταση.
Τα λέιζερ είναι ικανά να δημιουργούν δέσμες φωτός με πολύ μικρή γωνία απόκλισης. Όλα τα φωτόνια του φωτός λέιζερ έχουν την ίδια συχνότητα (μονοχρωματικότητα) και την ίδια κατεύθυνση (συνέπεια). Τα λέιζερ είναι ισχυρές πηγές φωτός (έως 10 9 W, δηλαδή περισσότερο από την ισχύ ενός μεγάλου σταθμού παραγωγής ενέργειας).
Επεξεργασία υλικών (κοπή, συγκόλληση, διάτρηση). Στο χειρουργείο αντί για νυστέρι? Στην οφθαλμολογία? Ολογραφία; Επικοινωνία με χρήση οπτικών ινών. Εύρος λέιζερ; Χρήση δέσμης λέιζερ ως φορέα πληροφοριών.
Διαφάνεια 2
Ιστορικό υπόβαθρο Η αρχή της λειτουργίας λέιζερ Ιδιότητες της ακτινοβολίας λέιζερ Τύποι λέιζερ Εφαρμογή λέιζερ
Διαφάνεια 3
Ιστορική αναφορά
Το 1940 Ο Ρώσος φυσικός V.A. Fabrikant επεσήμανε τη δυνατότητα χρήσης του φαινομένου της διεγερμένης εκπομπής για την ενίσχυση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Το 1954 Οι Ρώσοι επιστήμονες N.G. Basov και A.M. Prokhorov και, ανεξάρτητα από αυτούς, ο Αμερικανός φυσικός Charles Townes χρησιμοποίησαν το φαινόμενο της διεγερμένης εκπομπής για να δημιουργήσουν μια γεννήτρια μικροκυμάτων ραδιοκυμάτων με μήκος κύματος 1,27 cm («maser»). Το 1963 Ο N.G. Baskov και ο A.M. Prokhorov και ο C. Townes τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ. Το 1960 Ο Αμερικανός επιστήμονας T. Meiman κατάφερε να δημιουργήσει μια κβαντική γεννήτρια που προκαλεί ακτινοβολία στο οπτικό εύρος. Η νέα γεννήτρια ονομάστηκε «λέιζερ».
Διαφάνεια 4
Αρχή λειτουργίας λέιζερ
Στο επίπεδο 3, τα άτομα έχουν «διάρκεια ζωής» περίπου 10-8 δευτερόλεπτα, μετά την οποία μεταβαίνουν αυθόρμητα στην κατάσταση 2 χωρίς να εκπέμπουν ενέργεια. Ο "χρόνος ζωής" στο επίπεδο 2 είναι 10-3 δευτερόλεπτα. Δημιουργείται ένας «υπερπληθυσμός» αυτού του επιπέδου με διεγερμένα άτομα. Τα άτομα που «υπερπληθίζουν» το 2ο επίπεδο κινούνται αυθόρμητα στο πρώτο επίπεδο, εκπέμποντας μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Υπό κανονικές συνθήκες, τα άτομα βρίσκονται στη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Λόγω της απορρόφησης της κυματικής ενέργειας, ορισμένα από τα άτομα μετακινούνται σε υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση (ενεργειακό επίπεδο 3).
Διαφάνεια 5
Ιδιότητες της ακτινοβολίας λέιζερ
Τα λέιζερ δημιουργούν δέσμες φωτός με μικρή γωνία απόκλισης (10-5 rad). Το φως που εκπέμπεται από ένα λέιζερ είναι μονόχρωμο, δηλ. Έχει μόνο ένα μήκος κύματος, ένα χρώμα. Τα λέιζερ είναι οι πιο ισχυρές πηγές φωτός: εκατοντάδες και χιλιάδες Watt. Η ισχύς ακτινοβολίας του Ήλιου είναι 7·103 W, και για ορισμένα λέιζερ είναι 1014 W.
Διαφάνεια 6
Τύποι λέιζερ
Ruby laser Μια λάμπα φλας με ανακλαστήρα καθρέφτη «αντλάει» ενέργεια σε μια ράβδο ρουμπινιού. Μια χιονοστιβάδα φωτονίων εμφανίζεται στο υλικό της ράβδου, διεγερμένη από μια ελαφριά λάμψη. Αντανακλά στους καθρέφτες, εντείνεται και ξεσπά με ακτίνα λέιζερ.
Διαφάνεια 7
Λέιζερ αερίου Ανάμεσα στους καθρέφτες υπάρχει ένας σφραγισμένος σωλήνας με αέριο, ο οποίος διεγείρεται από ηλεκτρικό ρεύμα. Το νέον λάμπει κόκκινο, το κρυπτόν λάμπει κίτρινο, το αργό λάμπει μπλε.
Διαφάνεια 8
Δυναμικό λέιζερ αερίου Παρόμοιο με κινητήρα τζετ. Το μονοξείδιο του άνθρακα καίγεται στον θάλαμο καύσης με την προσθήκη κηροζίνης ή βενζίνης ή αλκοόλης. Σε ένα ισχυρό αέριο-δυναμικό λέιζερ, το φως παράγει ένα πίδακα θερμού αερίου σε πίεση δεκάδων ατμοσφαιρών. Ορμώντας ανάμεσα στους καθρέφτες, τα μόρια αερίου αρχίζουν να εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή ελαφρών κβάντων, η ισχύς των οποίων είναι 150 - 200 kW.
Διαφάνεια 9
Λέιζερ ημιαγωγών Σε ένα λέιζερ ημιαγωγών, ένα στρώμα μεταξύ δύο ημιαγωγών διαφορετικών τύπων (τύπου p, τύπου n) εκπέμπει ακτινοβολία. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από αυτό το στρώμα - όχι πιο παχύ από ένα φύλλο χαρτιού - διεγείροντας τα άτομα του.
Διαφάνεια 10
Υγρό λέιζερ Υγρό με βαφή σε ειδικό δοχείο τοποθετείται ανάμεσα στους καθρέφτες. Η ενέργεια του μορίου της βαφής «αντλείται» οπτικά χρησιμοποιώντας λέιζερ αερίου. Σε βαριά μόρια οργανικών βαφών, η διεγερμένη εκπομπή εμφανίζεται αμέσως σε μια ευρεία ζώνη μήκους κύματος. Χρησιμοποιώντας φίλτρα φωτός, απομονώνεται φως ενός μήκους κύματος.
Διαφάνεια 11
Εφαρμογές λέιζερ Λέιζερ κοπή, συγκόλληση, σφυρηλάτηση, τρυπάνι κ.λπ.
Λεπτό σύρμα βολφραμίου για λαμπτήρες τραβιέται μέσα από τρύπες σε διαμάντια που έχουν τρυπηθεί από μια δέσμη λέιζερ. Τα ρουμπίνια ρουλεμάν - πέτρες ρολογιών - επεξεργάζονται σε αυτόματα μηχανήματα λέιζερ.
Διαφάνεια 12
Η δέσμη λέιζερ καίει οποιοδήποτε υλικό, ακόμα και το πιο ανθεκτικό και ανθεκτικό στη θερμότητα. Μηχανές λέιζερ για λείανση αυλών σε εξαιρετικά μικρούς δακτυλίους ρουλεμάν.
Διαφάνεια 13
Εφαρμογή λέιζερ στην ιατρική
Ο χειρουργός κρατά ένα νυστέρι λέιζερ στο χέρι του. Η οφθαλμική χειρουργική επέμβαση που προηγουμένως θα ήταν πολύ δύσκολη (ή αδύνατη) μπορεί τώρα να πραγματοποιηθεί σε εξωτερική βάση.
Διαφάνεια 14
Η κόκκινη δέσμη του ρουμπινιού λέιζερ περνά ελεύθερα μέσα από το κέλυφος της κόκκινης μπάλας και απορροφάται από το μπλε, καίγοντας μέσα από αυτό. Επομένως, κατά τη διάρκεια μιας χειρουργικής επέμβασης, μια δέσμη φωτός δρα στο τοίχωμα ενός αιμοφόρου αγγείου, «χωρίς να παρατηρήσει» το ίδιο το αίμα.
Διαφάνεια 15
Διάτρηση λέιζερ "Ermed-303" για αιμοληψία χωρίς επαφή. Η πρώτη οικιακή συσκευή λέιζερ «Melaz-ST», που χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική.
Διαφάνεια 16
Εφαρμογή των λέιζερ στην οικολογία
Τα λέιζερ βαφής καθιστούν δυνατή την παρακολούθηση της κατάστασης της ατμόσφαιρας. Οι σύγχρονες πόλεις καλύπτονται με μια «κουκούλα» σκονισμένου, καπνιστού αέρα. Ο βαθμός μόλυνσης του μπορεί να κριθεί από το πόσο έντονα διασκορπίζονται σε αυτό ακτίνες λέιζερ διαφορετικών μηκών κύματος. Στον καθαρό αέρα, το φως δεν διασκορπίζεται· οι ακτίνες του γίνονται αόρατες.
Διαφάνεια 17
Η χρήση λέιζερ στην προσγείωση αεροσκαφών
Κατά την προσγείωση, το αεροπλάνο κινείται κατά μήκος μιας επίπεδης τροχιάς - διαδρομής ολίσθησης. Η συσκευή λέιζερ, η οποία βοηθά τον πιλότο, ειδικά σε κακές καιρικές συνθήκες, ονομάζεται επίσης «Glis-sada». Οι δέσμες του σας επιτρέπουν να πλοηγηθείτε με ακρίβεια στον εναέριο χώρο πάνω από το αεροδρόμιο.
Διαφάνεια 21
Βιβλιογραφία
S.V. Gromov Φυσική. 11η τάξη / Μ. «Διαφωτισμός». 2002 S.D. Trankovsky. Βιβλίο για τα λέιζερ / Μ. «Παιδική Λογοτεχνία». 1988 Μεγάλο εγκυκλοπαιδικό λεξικό για μαθητές / M. “Big Russian Encyclopedia”. 2001 Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά Τεχνολογία. / Μ. Άβαντα. 2004 Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Νεαρού Φυσικού / M. “Pedagogy-Press”. 1997
Διαφάνεια 22
Η παρουσίαση της διαφάνειας σχεδιάστηκε από τον Lyubov Vladimirovna Usynina, καθηγητή φυσικής στο γυμνάσιο Bolshekustovskaya, 2007.
Προβολή όλων των διαφανειών
Τι είναι το λέιζερ; Το LASER (οπτική κβαντική γεννήτρια) είναι μια συσκευή που μετατρέπει την ενέργεια της αντλίας (ελαφριά, ηλεκτρική, θερμική, χημική κ.λπ.) σε ενέργεια μιας συνεκτικής, μονοχρωματικής, πολωμένης και εξαιρετικά στοχευμένης ροής ακτινοβολίας. Η λέξη "λέιζερ" είναι συντομογραφία της αγγλικής φράσης "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" - ενίσχυση του φωτός με διεγερμένη εκπομπή.
Σύντομη ιστορία της εμφάνισης του λέιζερ 1916 - Ο Α. Αϊνστάιν προβλέπει την ύπαρξη του φαινομένου της διεγερμένης εκπομπής της φυσικής βάσης της λειτουργίας οποιουδήποτε λέιζερ - θεωρητική αιτιολόγηση αυτού του φαινομένου από τον P. Dirac - πειραματική επιβεβαίωση του φαινομένου του διεγερμένη εκπομπή από τους R. Ladenburg και G. Kopfermann - πρώτη γεννήτρια μικροκυμάτων (ammonia maser), δημιουργοί C. Townes και ανεξάρτητα από αυτόν A. Prokhorov και N. Basov κ. - T. Meiman επέδειξαν τη λειτουργία της πρώτης οπτικής γεννήτριας κβαντικών λέιζερ . Τα επόμενα χρόνια, εμφανίζεται ταχεία ανάπτυξη και επινοούνται όλο και περισσότεροι νέοι τύποι λέιζερ (χημικά, ημιαγωγών, λέιζερ βαφής και άλλα).
Το LASER (οπτική κβαντική γεννήτρια) είναι μια συσκευή που δημιουργεί συνεκτικά και μονοχρωματικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο ορατό εύρος λόγω της διεγερμένης εκπομπής ή σκέδασης φωτός από άτομα (ιόντα, μόρια) του ενεργού μέσου. Η λέξη "λέιζερ" είναι συντομογραφία της αγγλικής φράσης "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" - ενίσχυση του φωτός με διεγερμένη εκπομπή. Ας δούμε αυτές τις έννοιες με περισσότερες λεπτομέρειες.
Εφαρμογές Λέιζερ Οι μοναδικές ιδιότητες της ακτινοβολίας λέιζερ έχουν καταστήσει τις κβαντικές γεννήτριες απαραίτητο εργαλείο σε μια μεγάλη ποικιλία πεδίων της επιστήμης και της τεχνολογίας. Για παράδειγμα: 1. Τεχνικά λέιζερ 2. Επικοινωνίες με λέιζερ 3. Λέιζερ στην ιατρική 4. Λέιζερ στην επιστημονική έρευνα 5. Στρατιωτικά λέιζερ
Τεχνικά λέιζερ Τα συνεχή λέιζερ υψηλής ισχύος χρησιμοποιούνται για την κοπή, τη συγκόλληση και τη συγκόλληση εξαρτημάτων από διάφορα υλικά. Η υψηλή θερμοκρασία της ακτινοβολίας καθιστά δυνατή τη συγκόλληση υλικών που δεν μπορούν να ενωθούν με άλλες μεθόδους (π.χ. μέταλλο με κεραμικά). Η υψηλή μονοχρωματικότητα της ακτινοβολίας επιτρέπει στη δέσμη να εστιάζεται σε σημείο με διάμετρο της τάξης του μικρού.
Τεχνικά λέιζερ Μια ιδανικά ευθεία δέσμη λέιζερ χρησιμεύει ως ένας βολικός «χάρακας». Στη γεωδαισία και τις κατασκευές, τα παλμικά λέιζερ χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση αποστάσεων στο έδαφος, υπολογίζοντάς τες με βάση το χρόνο κίνησης ενός παλμού φωτός μεταξύ δύο σημείων. Οι ακριβείς μετρήσεις στη βιομηχανία γίνονται χρησιμοποιώντας την παρεμβολή των ακτίνων λέιζερ που ανακλώνται από τις ακραίες επιφάνειες του προϊόντος.
Επικοινωνία με λέιζερ Η εμφάνιση των λέιζερ έφερε επανάσταση στην τεχνολογία επικοινωνίας και την καταγραφή πληροφοριών. Υπάρχει ένας απλός κανόνας: όσο μεγαλύτερη είναι η φέρουσα συχνότητα (μικρότερο μήκος κύματος) του καναλιού επικοινωνίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ραδιοεπικοινωνίες, οι οποίες αρχικά κατέκτησαν το εύρος μεγάλου μήκους κύματος, σταδιακά άλλαξαν σε όλο και μικρότερα μήκη κύματος. Μια δέσμη λέιζερ μπορεί να μεταδώσει δεκάδες χιλιάδες φορές περισσότερες πληροφορίες από ένα ραδιοφωνικό κανάλι υψηλής συχνότητας. Η επικοινωνία με λέιζερ πραγματοποιείται μέσω λεπτών γυάλινων νημάτων οπτικής ίνας, το φως στο οποίο, λόγω της συνολικής εσωτερικής ανάκλασης, διαδίδεται σχεδόν χωρίς απώλεια σε πολλές εκατοντάδες χιλιόμετρα. Μια δέσμη λέιζερ χρησιμοποιείται για την εγγραφή και την αναπαραγωγή εικόνων (συμπεριλαμβανομένων κινούμενων) και ήχου σε CD.
Λέιζερ στην ιατρική Η τεχνολογία λέιζερ χρησιμοποιείται ευρέως στη χειρουργική και τη θεραπεία. Μια ακτίνα λέιζερ που εισάγεται μέσω της κόρης του ματιού «συγκολλάει» τον αποκολλημένο αμφιβληστροειδή και διορθώνει τα ελαττώματα του βυθού. Οι χειρουργικές επεμβάσεις που εκτελούνται με «νυστέρι λέιζερ» προκαλούν λιγότερη βλάβη στον ζωντανό ιστό. Και η ακτινοβολία λέιζερ χαμηλής ισχύος επιταχύνει την επούλωση των πληγών και έχει αποτέλεσμα παρόμοιο με τον βελονισμό που εφαρμόζεται στην ανατολίτικη ιατρική (βελονισμός με λέιζερ).
Επιστημονική έρευνα Η εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία της ακτινοβολίας και η υψηλή ενεργειακή της πυκνότητα καθιστούν δυνατή τη μελέτη της ύλης σε μια ακραία κατάσταση, η οποία υπάρχει μόνο στα βάθη των καυτών αστέρων. Γίνονται προσπάθειες να πραγματοποιηθεί μια θερμοπυρηνική αντίδραση με συμπίεση μιας αμπούλας που περιέχει ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου με ένα σύστημα ακτίνων λέιζερ (η λεγόμενη αδρανειακή θερμοπυρηνική σύντηξη). Στη γενετική μηχανική και τη νανοτεχνολογία (τεχνολογία που ασχολείται με αντικείμενα με χαρακτηριστικές διαστάσεις 10–9 m), οι ακτίνες λέιζερ κόβουν, μετακινούν και συνδέουν θραύσματα γονιδίων, βιολογικών μορίων και τμημάτων μεγέθους περίπου ενός εκατομμυριοστού του χιλιοστού (10–9 m). Οι εντοπιστές λέιζερ (lidars) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της ατμόσφαιρας.
Στρατιωτικά λέιζερ Οι στρατιωτικές εφαρμογές των λέιζερ περιλαμβάνουν τόσο τη χρήση τους για ανίχνευση στόχων και επικοινωνίες όσο και τη χρήση τους ως όπλα. Σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθούν δέσμες ισχυρών χημικών λέιζερ επίγειας και τροχιακής βάσης για την καταστροφή ή απενεργοποίηση εχθρικών δορυφόρων και αεροσκαφών μάχης. Δείγματα πιστολιών λέιζερ έχουν δημιουργηθεί για να οπλίσουν πληρώματα τροχιακών σταθμών για στρατιωτικούς σκοπούς.
Διαφάνεια 1
Διαφάνεια 2
Διαφάνεια 3
Διαφάνεια 4
Διαφάνεια 5
Διαφάνεια 6
Διαφάνεια 7
Διαφάνεια 8
Διαφάνεια 9
Διαφάνεια 10
Διαφάνεια 11
Διαφάνεια 12
Διαφάνεια 13
Διαφάνεια 14
Διαφάνεια 15
Διαφάνεια 16
Διαφάνεια 17
Διαφάνεια 18
Διαφάνεια 19
Διαφάνεια 20
Διαφάνεια 21
Διαφάνεια 22
Η παρουσίαση με θέμα «Τα λέιζερ και οι εφαρμογές τους» μπορείτε να την κατεβάσετε εντελώς δωρεάν στην ιστοσελίδα μας. Θέμα εργασίας: Φυσική. Πολύχρωμες διαφάνειες και εικονογραφήσεις θα σας βοηθήσουν να προσελκύσετε τους συμμαθητές ή το κοινό σας. Για να προβάλετε το περιεχόμενο, χρησιμοποιήστε το πρόγραμμα αναπαραγωγής ή εάν θέλετε να κάνετε λήψη της αναφοράς, κάντε κλικ στο αντίστοιχο κείμενο κάτω από το πρόγραμμα αναπαραγωγής. Η παρουσίαση περιέχει 22 διαφάνειες.
Διαφάνειες παρουσίασης
Διαφάνεια 1
Διαφάνεια 2
Η λέξη LASER είναι ένα ακρωνύμιο που σημαίνει Ενίσχυση φωτός με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας ((L) φως (Α) ενίσχυση (S) που διεγείρεται από την εκπομπή (Ε) της ακτινοβολίας (R)) και περιγράφει μια μέθοδο παραγωγής φωτός. Όλα τα λέιζερ είναι οπτικοί ενισχυτές που λειτουργούν με άντληση (διέγερση) ενός ενεργού μέσου που τοποθετείται ανάμεσα σε δύο καθρέφτες, ο ένας εκ των οποίων μεταδίδει μέρος της ακτινοβολίας. Ένα ενεργό μέσο είναι μια συλλογή από ειδικά επιλεγμένα άτομα, μόρια ή ιόντα, τα οποία μπορεί να είναι σε αέρια, υγρή ή στερεή κατάσταση, και τα οποία, όταν διεγείρονται από τη δράση άντλησης, θα δημιουργήσουν ακτινοβολία λέιζερ, δηλ. εκπέμπουν ακτινοβολία με τη μορφή κυμάτων φωτός (που ονομάζονται φωτόνια). Η άντληση υγρών και στερεών επιτυγχάνεται με την ακτινοβολία τους με φως από μια λυχνία φλας και τα αέρια αντλούνται χρησιμοποιώντας ηλεκτρική εκκένωση.
Τι είναι το λέιζερ;
Διαφάνεια 3
Ιδιότητες φωτός λέιζερ
Η δέσμη φωτός είναι ευθυγραμμισμένη, που σημαίνει ότι ταξιδεύει προς την ίδια κατεύθυνση με πολύ μικρή απόκλιση ακόμη και σε πολύ μεγάλες αποστάσεις
Το φως λέιζερ είναι μονόχρωμο, που αποτελείται από ένα μόνο χρώμα ή μια στενή γκάμα χρωμάτων. Το κανονικό φως έχει πολύ μεγάλο εύρος μηκών κύματος ή χρωμάτων
Το φως λέιζερ είναι συνεκτικό, που σημαίνει ότι όλα τα κύματα φωτός κινούνται σε φάση μαζί τόσο στο χρόνο όσο και στο χώρο
Το λέιζερ είναι μια συσκευή που δημιουργεί και ενισχύει μια στενή, έντονη δέσμη συνεκτικού φωτός
Διαφάνεια 4
Σήμερα, τα λέιζερ χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, την κατασκευή, τις κατασκευές, την τοπογραφία, τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, τα επιστημονικά όργανα και τα στρατιωτικά συστήματα. Υπάρχουν κυριολεκτικά δισεκατομμύρια λέιζερ που χρησιμοποιούνται σήμερα. Αποτελούν μέρος γνωστών συσκευών όπως σαρωτές γραμμωτού κώδικα που χρησιμοποιούνται σε σούπερ μάρκετ, σαρωτές, εκτυπωτές λέιζερ και συσκευές αναπαραγωγής CD.
Εφαρμογές λέιζερ
Διαφάνεια 5
Από την εφεύρεση του ρουμπινιού λέιζερ από τον Maiman το 1960, έχουν προταθεί πολλές πιθανές εφαρμογές. Στον ιατρικό τομέα, οι δυνατότητες των λέιζερ άρχισαν να αναπτύσσονται ταχύτερα μετά το 1964, όταν εφευρέθηκε το λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο σύντομα έδωσε στους χειρουργούς τη δυνατότητα να εκτελούν πολύ περίπλοκες διαδικασίες χρησιμοποιώντας φωτόνια αντί για νυστέρι για να κάνουν επεμβάσεις. Το φως λέιζερ μπορεί να διεισδύσει στο σώμα, πραγματοποιώντας χειρουργικές επεμβάσεις που θα ήταν σχεδόν αδύνατο να πραγματοποιηθούν πριν από μερικά χρόνια, με ελάχιστο κίνδυνο ή ενόχληση για τον ασθενή. Τα βραχύτερα (πράσινα) λέιζερ χρησιμοποιούνται για τη «συγκόλληση» του αποκολλημένου αμφιβληστροειδούς και χρησιμοποιούνται για να τεντώσουν τα μόρια πρωτεΐνης για να μετρήσουν τη δύναμή τους κ.λπ.
Εφαρμογή λέιζερ στην ιατρική
Διαφάνεια 6
Το 1964, προτάθηκε η δυνατότητα χρήσης του λέιζερ ρουμπίνι για τη θεραπεία της τερηδόνας, η οποία τράβηξε την παγκόσμια προσοχή. Το 1967, ενώ προσπαθούσε να αφαιρέσει την τερηδόνα και να προετοιμάσει μια κοιλότητα χρησιμοποιώντας ένα ρουμπινί λέιζερ, δεν κατάφερε να αποφύγει τη βλάβη στον οδοντικό πολφό, παρά τα καλά αποτελέσματα που ελήφθησαν στα εξαγόμενα δόντια. Αργότερα, παρόμοια βασική έρευνα με λέιζερ CO2 αντιμετώπισε επίσης αυτό το πρόβλημα. Για να ελαχιστοποιηθεί η συσσώρευση θερμότητας, χρησιμοποιήθηκαν παλμικά λέιζερ αντί για συνεχή ακτινοβολία. Περαιτέρω έρευνα έδειξε ότι το λέιζερ θα μπορούσε να παράγει ένα μικρό τοπικό αναισθητικό αποτέλεσμα. Περαιτέρω εξελίξεις οδήγησαν στη δημιουργία ενός λέιζερ που τρυπάει πλήρως το σμάλτο και την οδοντίνη. Ταυτόχρονα, το λέιζερ διατηρεί περισσότερο υγιή ιστό δοντιών. Με τα σημερινά λέιζερ δεν υπάρχει ουσιαστικά ανεπιθύμητη θερμότητα, θόρυβος ή κραδασμοί. Όταν έφευγαν από την οδοντιατρική καρέκλα, οι περισσότεροι ασθενείς δεν ένιωσαν πόνο, δεν χρειάστηκε να περιμένουν να φύγει το αναισθητικό και το μούδιασμα και παρουσίασαν ελάχιστη ή καθόλου μετεγχειρητική ενόχληση. Τα λέιζερ είναι ακριβή και ουσιαστικά ανώδυνα και μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο που σκέφτεστε για την επίσκεψη στον οδοντίατρο. Μπορούν να αλλάξουν τα πάντα.
Εφαρμογή λέιζερ στην οδοντιατρική
Διαφάνεια 7
Τα λέιζερ είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην οδοντιατρική, τόσο για τα ούλα και άλλους μαλακούς ιστούς, όσο και για τα ίδια τα δόντια. Στις μέρες μας χρησιμοποιείται ευρέως ένας σημαντικός αριθμός τεχνολογιών λέιζερ και μεθόδων θεραπείας. Σήμερα τα λέιζερ χρησιμοποιούνται στους ακόλουθους τομείς της οδοντιατρικής: Πρόληψη Περιοδοντολογία Αισθητική οδοντιατρική Ενδοδοντία Χειρουργική Εμφυτευματοδοντική Προσθετική
Διαφάνεια 8
Επί του παρόντος, τα λέιζερ χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία επεξεργασίας ξύλου και η περιοχή διανομής τους έχει επεκταθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Η χρήση λέιζερ διευκολύνει την τοποθέτηση των τεμαχίων προς κατεργασία (βίντεο), συνδυάζοντας τα εξωτερικά μοτίβα δύο τεμαχίων εργασίας, ελαχιστοποιώντας τα απορρίμματα που δημιουργούνται και τοποθετώντας πολύπλοκα δομικά στοιχεία κτιρίων και κατασκευών. Τα λέιζερ που χρησιμοποιούνται στην ξυλουργική μπορούν να αναπαράγουν μια γραμμή, την τομή γραμμών (για να υποδείξουν το κέντρο) ή μια εικόνα 2 ή 3 διαστάσεων (προβολείς).
Συστήματα λέιζερ στην ξυλουργική
Διαφάνεια 9
ως λογικά στοιχεία για εισαγωγή και ανάγνωση από συσκευές αποθήκευσης σε υπολογιστές, εκτυπωτή λέιζερ, οπτική μετάδοση πληροφοριών
Τα λέιζερ στους υπολογιστές
Διαφάνεια 10
Το λέιζερ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για μετρήσεις χωρίς επαφή γεωμετρικών διαστάσεων (κενό, μήκος, πλάτος, πάχος, ύψος, βάθος, διάμετρος). Χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ, μπορείτε επίσης να λάβετε πολύπλοκες μετρήσεις: απόκλιση από την κατακόρυφοτητα. το ποσό της επιπεδότητας της επιφάνειας· Ακρίβεια προφίλ. Είναι δυνατό να ληφθούν παράγωγες ποσότητες όπως η απόκλιση και η κυρτότητα. Τα συστήματα μέτρησης με λέιζερ σάς επιτρέπουν να παρακολουθείτε αυτόματα τις παραμέτρους του προϊόντος και να αλλάζετε αμέσως τις παραμέτρους της γραμμής παραγωγής εάν παρουσιαστεί οποιαδήποτε απόκλιση. Το προϊόν είναι αποκλειστικό σε αυτόν τον τομέα επειδή έχει τις ακόλουθες ιδιότητες: Εξαιρετική ακρίβεια Επιτρέπει τον έλεγχο της ποιότητας και των χαρακτηριστικών γεωμετρικά πολύπλοκων μερών Δεν καταστρέφει ή καταστρέφει την επιφάνεια του προϊόντος Λειτουργεί υπό οποιεσδήποτε συνθήκες σε οποιεσδήποτε επιφάνειες Ενσωματώνεται εύκολα σε μια υπάρχουσα παραγωγή γραμμή
Laser σε διαστάσεις
Διαφάνεια 11
Ταξινόμηση λέιζερ
Λέιζερ κατηγορίας I Δεν αποτελούν κίνδυνο όταν παρατηρούνται συνεχώς ή έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέπουν την ανθρώπινη έκθεση σε ακτινοβολία λέιζερ (όπως εκτυπωτές λέιζερ)
Ορατά λέιζερ Κατηγορίας 2 (400 nm έως 700 nm) Λέιζερ που εκπέμπουν ορατό φως το οποίο, λόγω της φυσικής ανθρώπινης αρνητικότητας, δεν είναι συνήθως επικίνδυνο, αλλά μπορεί να είναι αν κοιτάξουμε απευθείας στο φως του λέιζερ για παρατεταμένη χρονική περίοδο.
Λέιζερ κλάσης 3α που συνήθως δεν είναι επιβλαβή όταν έρχονται σε σύντομη επαφή με το μάτι, αλλά μπορεί να αποτελούν κίνδυνο όταν τα παρατηρούμε με χρήση οπτικών συλλεκτών (μεγεθυντικός φακός οπτικών ινών ή τηλεσκόπιο)
Κατηγορία 3β Λέιζερ που αποτελούν κίνδυνο για τα μάτια και το δέρμα εάν εκτεθούν απευθείας στο φως λέιζερ. Τα λέιζερ κλάσης 3β δεν παράγουν επικίνδυνες διάχυτες αντανακλάσεις παρά μόνο σε κοντινή απόσταση
Λέιζερ Κατηγορίας 4 Λέιζερ που παρουσιάζουν κίνδυνο για το μάτι λόγω άμεσης, κατοπτρικής και διάχυτης ανάκλασης. Επιπλέον, τέτοια λέιζερ μπορεί να είναι κίνδυνος πυρκαγιάς και να προκαλέσουν εγκαύματα στο δέρμα.
Διαφάνεια 12
ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΜΑΤΙΩΝ - Όλοι όσοι βρίσκονται στο χειρουργείο πρέπει να φοράνε ειδικά γυαλιά ασφαλείας. Το φως που βγαίνει από το λέιζερ μπορεί να βλάψει σοβαρά τον κερατοειδή και τον αμφιβληστροειδή των μη προστατευμένων ματιών. Τα γυαλιά πρέπει να έχουν πλευρική προστασία και να φοριούνται πάνω από κανονικά γυαλιά. Τα γυαλιά ασφαλείας λέιζερ πρέπει να είναι διαθέσιμα και να φοριούνται από όλο το προσωπικό εντός της Ονομαστικής Επικίνδυνης Περιοχής των λέιζερ Κλάσης 3β και Κλάσης 4, όπου ενδέχεται να προκύψουν εκθέσεις που υπερβαίνουν τη Μέγιστη Επιτρεπόμενη. Ο συντελεστής απορρόφησης οπτικής πυκνότητας των γυαλιών ασφαλείας λέιζερ για κάθε μήκος κύματος λέιζερ καθορίζεται από τον Υπεύθυνο Ασφάλειας Λέιζερ (LSO). Όλα τα γυαλιά ασφαλείας λέιζερ επισημαίνονται με σαφήνεια με την οπτική πυκνότητα και το μήκος κύματος από τα οποία είναι σχεδιασμένα να προστατεύουν τα γυαλιά. Τα γυαλιά ασφαλείας λέιζερ θα πρέπει να ελέγχονται για ζημιά πριν από τη χρήση. ΑΝΑΚΛΑΣΗ - Το φως του λέιζερ ανακλάται εύκολα και πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε η δέσμη να μην κατευθύνεται σε γυαλισμένες επιφάνειες. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΚΙΝΔΥΝΟΣ - Τα εσωτερικά μέρη του λέιζερ φέρουν υψηλή τάση και εκπέμπουν αόρατες ακτίνες λέιζερ χωρίς καμία θωράκιση. Μόνο τεχνικοί εκπαιδευμένοι στην ηλεκτρική ασφάλεια και την ασφάλεια λέιζερ είναι εξουσιοδοτημένοι να εκτελούν εσωτερική συντήρηση.
Μέτρα ασφαλείας
Διαφάνεια 13
– ένας τύπος όπλου κατευθυνόμενης ενέργειας που βασίζεται στη χρήση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από λέιζερ υψηλής ενέργειας. Η καταστροφική επίδραση των ακτίνων λέιζερ καθορίζεται κυρίως από τις θερμομηχανικές και κρουστικές επιδράσεις της δέσμης λέιζερ στον στόχο. Ανάλογα με την πυκνότητα ροής της ακτινοβολίας λέιζερ, αυτές οι επιπτώσεις μπορεί να οδηγήσουν σε προσωρινή τύφλωση ενός ατόμου ή στην καταστροφή του σώματος ενός πυραύλου, αεροσκάφους κ.λπ. Στην τελευταία περίπτωση, ως αποτέλεσμα της θερμικής επίδρασης του λέιζερ δέσμη, το κέλυφος του προσβεβλημένου αντικειμένου λιώνει ή εξατμίζεται. Σε επαρκώς υψηλή ενεργειακή πυκνότητα στην παλμική λειτουργία, μαζί με τη θερμική, πραγματοποιείται ένα φαινόμενο σοκ λόγω της εμφάνισης πλάσματος. Επί του παρόντος, συνεχίζονται οι εργασίες στις Ηνωμένες Πολιτείες για τη δημιουργία ενός συγκροτήματος όπλων λέιζερ αεροπορίας. Αρχικά, σχεδιάζεται να αναπτυχθεί ένα μοντέλο επίδειξης για το μεταφορικό αεροσκάφος Boeing 747 και, μετά την ολοκλήρωση των προκαταρκτικών μελετών, να προχωρήσουμε στο 2004. στο στάδιο ανάπτυξης πλήρους κλίμακας. Από τα μέσα της δεκαετίας του '90, τα τακτικά όπλα λέιζερ θεωρούνταν τα πιο ανεπτυγμένα, προκαλώντας ζημιές σε οπτικο-ηλεκτρονικές συσκευές και ανθρώπινα οπτικά όργανα.
