Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 34: Sơ lược về Laser (Bản mới)

Baøi 34 
SÔ LÖÔÏC VEÀ LAZE 
 Néi dung 
I.CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña laze 
II.Mét vµi øng dông cña laze 
Ta vaãn thöôøng nghe noùi veà laze: buùt laze, maùy in laze, dao moå laze, maùy caét laze... 
Buùt chieáu laze... 
Moå maét baèng dao laze 
Maùy khoan laze 
Suùng ñònh höôùng baèng laze 
Định nghĩa 
Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng . Chùm bức xạ phát ra cũng được gọi là chùm tia laze. 
1.Laze là gì ? 
I. Cấu tạo và hoạt động của laze 
Đặc điểm : 
-Tính đơn sắc 
-Tính kết hợp rất cao ) các phôtôn trong chùm cùng tần số và cùng pha 
-Tính định hướng 
-Cường độ lớn 
Hieän töôïng nhö sau: 
E thấp 
E cao 
2.Sự phát xạ cảm ứng . 
Ta ñaõ bieát ôû baøi tröôùc: khi eâlectron chuyeån töø möùc naêng löôïng cao xuoáng möùc naêng löôïng thaáp thì noù phaùt ra moät phoâtoân coù naêng löôïng hoaøn toaøn xaùc ñònh 
hf=E cao -E th aáp 
 Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một photon có năng lượng  = hf, bắt gặp một photon có năng lượng  ’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra photon  . 
 Photon  có cùng năng lượng và bay cùng phương với photon  ’. 
 Ngoài ra, sóng điện từ ứng với photon  hoàn toàn cùng pha và dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon  ’. 
A 
 
 ’ 
Như vậy, nếu có một photon ban đầu bay qua một loạt nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích thì số photon sẽ tăng lên theo cấp số nhân. 
? C2 
Khi 1 phôtôn thích hợp bay qua một nguyên tử ở trạng thái kích thích thì do hiện tượng phát xạ cảm ứng sẽ xuất hiện hai phôtôn như nhau bay cùng phương.hai phôtôn này bay qua 2 nguyên tử trong trạng thái kích thích sẽ xuất hiện 4 phôtôn giống nhau bay cùng phương . Do đó số phôtôn tăng theo cấp số nhân . 
Tùy thuộc vào vật liệu phát xạ, người ta đã tạo ra laze khí, laze rắn, và laze bán dẫn. 
Dưới dây, ta xét cấu tạo của một laze rắn: laze rubi. Rubi (hồng ngọc) là Al 2 O 3 có pha Cr 2 O 3 . Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion crôm phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản. Đó cũng là màu của tia laze. 
3.Cấu tạo của laze 
Laze rubi gồm một thanh rubi hình trụ (A). Hai mặt được mài nhẵn, vuông góc với trục của thanh. 
Mặt (1) được mạ bạc trở thành một mặt gương phẳng (G 1 ) có mặt phản xạ quay vào phía trong. 
 Mặt (2) là mặt bán mạ, tức là mạ một lớp rất mỏng để cho khoảng 50% cường độ của chùm sáng chiếu tới bị phản xạ, còn khoảng 50% truyền qua. 
 Mặt này trở thành một gương phẳng (G 2 ) có mặt phản xạ quay về phía G 1 . Hai gương G 1 và G 2 song song với nhau. 
Dùng một đèn phóng điện xenon để chiếu sáng rất mạnh thanh rubi và đưa một số lớn ion crôm lên trạng thái kích thích. 
Ánh sáng sẽ được khuếch đại lên nhiều lần. Chùm tia laze được lấy ra từ gương bán mạ G 2 . 
Nếu có một ion crôm bức xạ theo phương vuông góc với hai gương thì ánh sáng sẽ phản xạ đi lại nhiều lần giữa hai gương và sẽ làm cho một loạt ion crôm phát xạ cảm ứng. 
Moät maùy phaùt laze trong phoøng thí nghieäm 
Trong y học 
Dao mổ laze 
II.Một số ứng dụng của laze 
2. Trong thông tin liên lạc 
Tia laze có ưu thế đặc biệt trong liên lạc vô tuyến (như truyền thông tin bằng cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển con tàu vũ trụ,). 
 3.Tia laze được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng,Các laze này thuộc loại laze bán dẫn. 
4. Trong công nghiệp 
- Dùng để khoan, cắt, tôi, chính xác các vật liệu trong công nghiệp. 
 5 .Trắc địa Đo khoảng cách , ngắm đường  
Sử dụng ánh sáng laze trong trang trí vui chơi  
Baøi hoïc ñeán ñaây laø heát. 
Thaân aùi chaøo caùc em