فيزياء 3ث – الفصل 7: الليزر

أولا: الانبعاث التلقائي والمستحث

الانبعاث التلقائي: عودة الإلكترون المثار لمستواه تلقائيا مع إطلاق فوتون عشوائي الاتجاه والطور (ضوء المصباح العادي). الانبعاث المستحث: فوتون ساقط يحفز إلكترونا مثارا على العودة فينطلق فوتونان متماثلان تماما (نفس الاتجاه والطور والتردد) – وهذا أساس الليزر.

ثانيا: خصائص الليزر ومكونات جهازه

الخصائص: 1- أحادي اللون (تردد واحد). 2- مترابط (الفوتونات متفقة الطور). 3- موجه (حزمة ضيقة لا تتشتت). 4- عالي الشدة (تركيز هائل للطاقة).

المكونات: 1- الوسط الفعال (غاز أو بلورة أو شبه موصل). 2- مصدر الإثارة (الضخ) يرفع الذرات للمستوى المثار (توهج أو تفريغ كهربي). 3- تجويف الرنين (مرآتان متوازيتان) يكبر الشعاع بالانعكاسات المتكررة.

ثالثا: الأنواع والتطبيقات

ليزر الهيليوم-نيون: شعاع أحمر، يستخدم في الماسحات والمعامل. ليزر شبه الموصل: صغير ورخيص (أقلام الليزر وأجهزة الاتصالات).

التطبيقات: طبية (جراحات العيون والجلد)، صناعية (قطع المعادن واللحام)، الاتصالات (الألياف الضوئية)، عسكرية (توجيه)، وبحثية.

تدريبات

1. ما الفرق بين الانبعاث التلقائي والمستحث؟
2. اذكر خصائص الليزر الأربع مع الشرح.
3. ما مكونات جهاز الليزر ووظيفة كل منها؟
4. قارن بين ليزر الهيليوم-نيون وشبه الموصل.
5. اذكر ثلاثة تطبيقات طبية وصناعية لليزر.