[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
BÀI 34. SƠ LƯỢC VỀ LAZE
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Khái niệm
| + Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng có cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng. + Chùm sáng do laze phát ra được gọi là tia laze |  |
2. Sự phát xạ cảm ứng
| Hiện tượng: Nếu một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lượng [imath]\varepsilon = hf[/imath], bắt gặp một phôtôn có năng lượng [imath]\varepsilon '[/imath] đúng bằng [imath]hf[/imath], bay lướt qua thì ngay lập tức nguyên tử phát ra phôtôn [imath]\varepsilon[/imath]. Photon [imath]\varepsilon[/imath] có cùng năng lượng và bay cùng phương với photon [imath]\varepsilon '[/imath]. Ngoài ra, sóng điện từ ứng với photon [imath]\varepsilon[/imath] hoàn toàn cùng pha và dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ. |  |
3. Đặc điểm của laze
- Các phôtôn trong chùm sáng có cùng năng lượng (ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng) nên có tính đơn sắc rất cao.- Các phôtôn trong chùm sáng bay theo cùng một phương nên tính định hướng của chùm sáng rất cao.
- Tất cả các sóng điẹn từ trong chùm sáng do nguyên tử phát ra đều cùng pha nên tính kết hợp của chùm sáng rất cao.
- Số photon bay theo cùng một hướng rất lớn nên cường độ của chùm sáng rất lớn.
4. Cấu tạo của laze
- Người ta đã chế tạo được các loại laze sau: laze khí, laze rắn và laze bán dẫn.- Cấu tạo của laze rắn: laze rubi
+ Rubi (hồng ngọc) là [imath]Al_2O_3[/imath] có pha [imath]Cr_2O_3[/imath] Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion [imath]Cr[/imath] phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản màu của laze cũng là màu rubi
+ Cấu tạo: Laze rubi là một khối hình trụ bằng đá hồng ngọc (màu đỏ hồng), hai mặt được mài nhẵn, vuông góc với trục của thanh và đặt bên trong một đèn xê-nôn có dạng xoắn như hình vẽ.
- Bề mặt phản xạ [imath](1)[/imath] được mạ bạc thành một gương phẳng có mặt phản xạ quay vào phía trong.
- Bề mặt bán mạ [imath](2)[/imath] có tác dụng để cho khoảng [imath]50%[/imath] cường độ của chùm sáng chiếu tới bị phản xạ, còn khoảng [imath]50%[/imath] truyền qua.
 |  |
+ Hoạt động: Ánh sáng phát ra từ đèn xê-nôn kích thích cho các iôn crôm trong thanh rubi chuyển lên mức năng lượng cao. Sau đó, nếu có một phôtôn do một iôn crôm phát ra bay dọc theo trục của thanh thì chính nó sẽ gây ra sự phát xạ cảm ứng ở các iôn crôm khác. Kết quả là có một lượng lớn các phôtôn phát ra bay cùng hướng với phôtôn ban đầu. Do chùm phôtôn này bị phản xạ nhiều lần trong thanh rubi (nhờ hệ hai gương ở hai đầu thanh rubi) mà cường độ chùm phôtôn sẽ tăng lên rất nhiều.
5. Ứng dụng
- Trong y học: dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi, chữa một số bệnh ngoài da , ...- Trong thông tin liên lạc: truyền tin bằng cáp quang
- Trong công nghiệp: dùng trong các công việc như cắt, khoan, tôi, ..
- Trong trắc địa: đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng, ...
- Laze còn được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, trong các bút chỉ bảng, bản đồ, trong các thí nghiệm quang học ở trường phổ thông, ... Các laze này thuộc loại laze bán dẫn.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Các bài tập về Laze chủ yếu là lí thuyết về cấu tạo và đặc điểm của laze, các em cần nắm vững lí thuyết đã được trình bày ở mục I. Với các bài tập về ứng dụng của laze, các em cần liên hệ với các kiến thức về lượng tử ánh sáng đã được học trong các bài trước như:+ Năng lượng lượng tử: [imath]\varepsilon =hf=\dfrac{hc}{\lambda}[/imath]
+ Công suất nguồn sáng: [imath]P=n.\varepsilon =n.hf=n.\dfrac{hc}{\lambda}[/imath]
Trong đó, [imath]n[/imath] là số hạt phôtôn phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây).
+ Với bài toán sử dụng Laze để đo khoảng cách, cần nhớ được mối liên hệ giữa quãng đường và tốc độ là: [imath]s = v.t (v[/imath] là tốc độ ánh sáng trong môi trường đang xét).
+ Với bài toán sử dụng Laze công suất lớn cho các ứng dụng như làm dao mổ, khoan, cắt … cần chú ý một số công thức tính nhiệt lượng như sau:
- Nhiệt lượng tỏa ra hoặc thu vào của một chất: [imath]Q = mc.D_t[/imath].
- Nhiệt nóng chảy của một chất: [imath]Q = l.m[/imath] (với [imath]l[/imath] là nhiệt nóng chảy riêng của chất)
- Nhiệt hóa hơi của một chất: [imath]Q = L.m[/imath] (với [imath]L[/imath] là nhiệt hóa hơi riêng của chất)
- Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra: [imath]Q = q.m[/imath] (trong đó [imath]q[/imath] là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu)
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 171 SGK Vật lí 12):Hãy mô tả cụ thể quá trình nhân photon vẽ trên hình 34.3. |  |
Trả lời:
Mô tả cụ thể quá trình nhân photon trên hình vẽ:
Khi photon có năng lượng [imath]\varepsilon ’ = hf[/imath] bay lướt qua một nguyên tử đang sẵn sàng phát ra năng lượng [imath]\varepsilon = hf[/imath] thì lập tức nguyên tử này phát ra một photon [imath]\varepsilon ’ = hf[/imath], hai photon này bay lướt qua hai nguyên tử khác đang ở trạng thái kích thích thì lập tức hai nguyên tử này phát ra hai photon có năng lượng [imath]hf[/imath], như vậy số photon sẽ tăng lên theo cấp số nhân.
Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
Attachments
Last edited: