divendres, 7 de març de 2008

LASER

Quan sentim la paraula làser pensem inevitablement en les grans batalles que transcorrien a una galàxia molt i molt llunyana o en alguna de les aventures d’en James Bond.

Després d’uns moment de recordar ens adonem que una vegada o altra hem tingut un làser a les mans.

Però d’on ve la paraula làser? És d'origen llatí? No ho sembla pas. Aquesta paraula és un acrònim de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation és a dir Amplificació de Llum per Emissió Estimulada de Radiacions en català seria ALEER (suposo que els qui sabem castellà ho relacionem amb una cosa completament diferent)

Aquests noms donen la informació molt condensada però com funcionen els làsers?

Hi ha làsers de més d’un tipus però intentaré explicar-ne un de concret. Els làsers He-Ne.

Els fonaments del funcionament dels làsers rauen a la mecànica quàntica, més concretament en la relació entre la matèria i l’energia.


El procediment per fer un feix làser és relativament simple.

El primer que s'ha de fer és excitar els àtoms de gas continguts en un recipient; en aquest cas heli i neó.

Quan un àtom està excitat hi ha dos processos pels quals els electrons passen a estats de menor energia. El primer és per emissió espontània la qual es produeix quan l'electró, en un moment donat, canvia de nivell i emet un fotó amb energia igual a la que ha perdut. L'altre mètode és el d'emissió estimulada que es produeix quan l'electró és pertorvat per un fotó; l'electró canvia de nivell i emet un altre fotó idèntic a l'incident. Un fotó en fase, mateixa freqüencia i direcció. Cal recordar que l'electró es pot comportar com una ona i també com una partícula.

El que es tracta en els làsers és que hi hagi més àtoms excitats que en estat fonamental (s'aconsegueix mitjançant una font d'alimentació, el que s'anomena bombeig). Amb el bombejat s'aconsegueix que hi hagi emisions espontànies contínuament. Com que els fotons són alliberats en totes direccions, mitjançant uns miralls, s'ajusta a seva direcció per tal de fer-los passar a través del gas com es mostra a la imatge anterior. Aquests fotons provoquen emissions estimulades en la mateixa direcció i per tant, molts més fotons en fase, direcció i amb la mateixa longitud d'ona.

Per aquest procés la quantitat de fotons augmenta i s'equilibra a mesura que s'escapen els fotons per un dels miralls que els reflecteix parcialment.

El feix de llum que en resulta té unes característiques que el fan especial.

Una de les més importants és la coherència de les ones electromagnètiques emeses; es a dir les ones estan en fase. Una altra característica destacable és que la llum està molt concentrada i que divergeix molt poc. No es possible aconseguir una divergència nul·la a causa de la difracció que es produeix a la sortida.

La majoria de làsers són monocromàtics però se n'ha arribat a fer que emeten radiacions a diferents longituds d'ona.

Com que hi ha molts salts d'energia possibles els que es busquen són precisament aquells que la radiació sigui visible.

Espero que hagi quedat prou comprensible, de moment encara porto la L en aquest gran món.

2 comentaris:

omalaled ha dit...

Deu n'hi do l'explicació tan bona que has fet del làser.

Quan facis òpitca a físiques t'explicaran més coses d'aquest fenomen que de ben segur que t'agradaran.

Per cert, la idea de Emissió Estimulada de Radiacions la va donar, una vegada més, l'Albert Einstein.

Salut!

Alasanid ha dit...

Espero que no t'equivoquis i que m'agradi tot i que he sentit a molta gent maleir l'òptica ;)

Una vegada més, hauré de felicitar Einstein per les seves nombroses contribucions.