雷射原理
引言
第一支雷射(又名激光)是於一九六零年由梅曼發明的。時至今日,市面上有數百種不同類型的雷射,而且它的應用更不斷增加。以下我們會簡單講解雷射的基本原理,製造雷射的方法及電射的應用。為了令你更清楚一些重點,這裏亦會提供一些練習以供參考。
· 雷射英文名稱LASER – 全名Light Amplified Stimulated Emission of Radiation的縮寫
我們將會逐個英文詞語作解釋。
(激光指示器 - 相片由物理園提供)
1. 光子的自發發射
(圖一)
能級1
能級2
· 當電子被受激至高一級的能級(通常是高於10-8 秒),然後再跳到低一級的能級時,一顆光子就會被釋放出來,這個過程也沒有引致擾亂。用以下的程式表示:
假設:
n = 光子的頻率
h =普朗克常數6.625 ′ 10-34焦耳秒
光子
hn = E2 - E1
E2 是電子在能級2的能量;
圖 2
E1 是電子在能級1的能量
_____________ _____________ _____________
_____________ 例子:
_____________ _____________ E2 - E1 = 2.0電子伏特,_______ 1電子伏特= 1.6 ′ 10-19 焦耳.
_____________ _____________ n = 0.483 ′ 1015 光速每秒.
_____________ _____________ 所以波長
_____________ _____________
註: 相似的釋放過程亦可在分子及固體的離子中發生。
_____________ _____________ _____________ _____________ _____ = 621.1 奈米_ (紅光)
_____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____ 10-9 米
_____________ 在光學中,奈米是一個常用的單位 (1奈米 = 10-9 米)。