Tài liệu Bài giảng bài sơ lược tia laze vật lý 12 (8)

Bài 34. SƠ LƢỢC VỀ LAZE GV: NGUYỄN VĂN CHUYÊN Bài 34. SƠ LƢỢC VỀ LAZE Nicolai Basov ( 1922-2001 ) Liên xô (Nga) Nhận giải Nobel Vật lý năm 1964. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 1. Laze là gì ? - Laze là một nguồn phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng của hiện tượng phát xạ cảm ứng. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 1. Laze là gì ? Laze là một nguồn phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng của hiện tượng phát xạ cảm ứng. Đặc điểm + Tính đơn sắc. + Tính định hướng. + Tính kết hợp rất cao. + Cường độ lớn (rubi hồng ngọc 106W/m2). I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 2. Sự phát xạ cảm ứng Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lượng ε = hf, bắt gặp một phôtôn có năng lượng ’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra phôtôn ε. Phôtôn ε có cùng năng lượng và bay cùng phương với phôtôn ’. 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 ’. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE Dựa vào hình vẽ, hãy mô tả cụ thể quá trình nhân phôtôn ? 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. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE 3. Cấu tạo và hoạt động của laze a. Laze Rubi Rubi (hồng ngọc) là Al2O3 có pha Cr2O3. Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion Crôm phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản. b. Cấu tạo I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE b. Cấu tạo 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 (G1) có mặt phản xạ quay vào phía trong. -Mặt (2) là mặt bán mạ ( mạ một lớp mỏng để khoảng 50% cường độ chùm sáng chiếu tới bị phản xạ, khoảng 50% truyền qua ) Mặt này trở thành một gương phẳng (G2) có mặt phản xạ quay về phía G1. Hai gương G1 và G2 song song với nhau. I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE c. Hoạt động: 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. Nếu có một ion Crôm bức xạ theo phương vuông góc với 2 gương thì ánh sáng sẽ phản xạ đi lại nhiều lần giữa 2 gương. Ánh sáng sẽ được khuếch đại lên nhiều lần. Chùm tia laze được lấy ra từ gương bán mạ G2. 4. Các loại Laze -Laze khí: He, Ne, C02... -Laze rắn: laze rubi - Laze bán dẫn Laze khí He-Ne II. ỨNG DỤNG CỦA LAZE 1. Trong y học Dùng làm dao mổ, chữa bệnh ngoài gia II. ỨNG DỤNG CỦA LAZE 2. Trong thông tin liên lạc Sử dụng trong vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin bằng cáp quang ... II. ỨNG DỤNG CỦA LAZE 3. Trong công nghiệp Khoan ,cắt II. ỨNG DỤNG CỦA LAZE 4. Trong trắc địa Dùng để đo đạc khoảng cách, ngắm đường thẳng… II.ỨNG DỤNG CỦA LAZE 5. Các ứng dụng khác Laze còn được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, trongbút chỉ bảng ( Laze bán dẫn ), trong chuột máy tính, trang trí, quãng cáo … CŨNG CỐ Câu1: Nêu ngắn gọn các đặc điểm và ứng dụng của laze Trả lời: Tính chất: Tính đơn sắc cao. Tính định hƣớng cao. Tính kết hợp cao. Cƣờng độ của chùm sáng rất lớn. Ứng dụng: Dùng trong y học nhƣ dao mổ trong phẩu thuật, chửa bệnh, ... Dùng trong thông tin liên lạc nhƣ vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, ... Dùng trong công nghiệp để khoan, cắt nhiều chất liệu, tôi kim loại, ... Dùng trong trắc địa. Dùng trong đầu đọc đĩa CD, trong chuột máy tính, trong bút chỉ bảng, trong trang trí, quãng cáo, biểu diễn, … XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM