1. ലേസർ ജനറേഷൻ തത്വം
ആറ്റോമിക് ഘടന ഒരു ചെറിയ സൗരയൂഥം പോലെയാണ്, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ് നടുവിലാണ്. ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിന് ചുറ്റും നിരന്തരം ഭ്രമണം ചെയ്യുന്നു, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസും നിരന്തരം ഭ്രമണം ചെയ്യുന്നു.
ന്യൂക്ലിയസ് പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും ചേർന്നതാണ്. പ്രോട്ടോണുകൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളതും ന്യൂട്രോണുകൾ ചാർജില്ലാത്തതുമാണ്. മുഴുവൻ ന്യൂക്ലിയസും വഹിക്കുന്ന പോസിറ്റീവ് ചാർജുകളുടെ എണ്ണം മുഴുവൻ ഇലക്ട്രോണുകളും വഹിക്കുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജുകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണ്, അതിനാൽ പൊതുവെ ആറ്റങ്ങൾ പുറം ലോകത്തിന് നിഷ്പക്ഷമാണ്.
ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ന്യൂക്ലിയസ് ആറ്റത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ ഭൂരിഭാഗവും കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ എല്ലാ ഇലക്ട്രോണുകളും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പിണ്ഡം വളരെ ചെറുതാണ്. ആറ്റോമിക് ഘടനയിൽ, ന്യൂക്ലിയസ് ഒരു ചെറിയ ഇടം മാത്രം ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകൾ ന്യൂക്ലിയസിന് ചുറ്റും കറങ്ങുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് പ്രവർത്തനത്തിന് വളരെ വലിയ ഇടമുണ്ട്.
ആറ്റങ്ങൾക്ക് "ആന്തരിക ഊർജ്ജം" ഉണ്ട്, അതിൽ രണ്ട് ഭാഗങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു: ഒന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് പരിക്രമണ വേഗതയും ഒരു നിശ്ചിത ഗതികോർജ്ജവും ഉണ്ട്; മറ്റൊന്ന്, നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ന്യൂക്ലിയസും തമ്മിൽ അകലമുണ്ട്, കൂടാതെ ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജി ഉണ്ട്. എല്ലാ ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെയും പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയുടെയും ആകെത്തുക മുഴുവൻ ആറ്റത്തിൻ്റെയും ഊർജ്ജമാണ്, അതിനെ ആറ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
എല്ലാ ഇലക്ട്രോണുകളും ന്യൂക്ലിയസിന് ചുറ്റും കറങ്ങുന്നു; ചിലപ്പോൾ ന്യൂക്ലിയസിനോട് അടുത്ത്, ഈ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊർജ്ജം ചെറുതാണ്; ചിലപ്പോൾ ന്യൂക്ലിയസിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ അകലെ, ഈ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊർജ്ജം വലുതായിരിക്കും; സംഭവത്തിൻ്റെ സംഭാവ്യത അനുസരിച്ച്, ആളുകൾ ഇലക്ട്രോൺ പാളിയെ വ്യത്യസ്ത ""ഊർജ്ജ നില" ആയി വിഭജിക്കുന്നു; ഒരു നിശ്ചിത "ഊർജ്ജ നില"യിൽ, ഒന്നിലധികം ഇലക്ട്രോണുകൾ പതിവായി പരിക്രമണം ചെയ്യുന്നുണ്ടാകാം, ഓരോ ഇലക്ട്രോണിനും ഒരു നിശ്ചിത ഭ്രമണപഥം ഇല്ല, എന്നാൽ ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾക്കെല്ലാം ഒരേ നിലയിലുള്ള ഊർജ്ജം ഉണ്ട്; "ഊർജ്ജ നിലകൾ" പരസ്പരം വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. അതെ, അവർ ഊർജ്ജ നിലകൾ അനുസരിച്ച് ഒറ്റപ്പെട്ടതാണ്. "ഊർജ്ജ നില" എന്ന ആശയം ഇലക്ട്രോണുകളെ ഊർജ്ജമനുസരിച്ച് തലങ്ങളായി വിഭജിക്കുക മാത്രമല്ല, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ പരിക്രമണ സ്ഥലത്തെ ഒന്നിലധികം തലങ്ങളായി വിഭജിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചുരുക്കത്തിൽ, ഒരു ആറ്റത്തിന് ഒന്നിലധികം ഊർജ്ജ നിലകൾ ഉണ്ടായിരിക്കാം, വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജ നിലകൾ വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു; ചില ഇലക്ട്രോണുകൾ "താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലും" ചില ഇലക്ട്രോണുകൾ "ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലും" പരിക്രമണം ചെയ്യുന്നു.
ഇക്കാലത്ത്, മിഡിൽ സ്കൂൾ ഫിസിക്സ് പുസ്തകങ്ങൾ ചില ആറ്റങ്ങളുടെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ, ഓരോ ഇലക്ട്രോൺ ലെയറിലും ഇലക്ട്രോൺ വിതരണ നിയമങ്ങൾ, വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജ തലങ്ങളിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം എന്നിവ വ്യക്തമായി അടയാളപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.
ഒരു ആറ്റോമിക് സിസ്റ്റത്തിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ അടിസ്ഥാനപരമായി പാളികളായി നീങ്ങുന്നു, ചില ആറ്റങ്ങൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലും ചിലത് താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലും; ആറ്റങ്ങളെ എല്ലായ്പ്പോഴും ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതി (താപനില, വൈദ്യുതി, കാന്തികത) ബാധിക്കുന്നതിനാൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾ അസ്ഥിരമാണ്, കൂടാതെ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് സ്വയമേവ മാറുകയും ചെയ്യും, അതിൻ്റെ പ്രഭാവം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടാം, അല്ലെങ്കിൽ അത് പ്രത്യേക ഉത്തേജക ഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം. സ്വയമേവയുള്ള ഉദ്വമനം". അതിനാൽ, ആറ്റോമിക് സിസ്റ്റത്തിൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലകളിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുമ്പോൾ, രണ്ട് പ്രകടനങ്ങൾ ഉണ്ടാകും: "സ്വയമേവയുള്ള ഉദ്വമനം", "ഉത്തേജിത ഉദ്വമനം".
സ്വയമേവയുള്ള വികിരണം, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലകളിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ അസ്ഥിരവും, ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതി (താപനില, വൈദ്യുതി, കാന്തികത) ബാധിക്കുന്നതും, താഴ്ന്ന ഊർജാവസ്ഥകളിലേക്ക് സ്വയമേവ കുടിയേറുകയും, അധിക ഊർജ്ജം ഫോട്ടോണുകളുടെ രൂപത്തിൽ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഓരോ ഇലക്ട്രോണിൻ്റെയും പരിവർത്തനം സ്വതന്ത്രമായി നടക്കുന്നതും ക്രമരഹിതവുമാണ് എന്നതാണ് ഇത്തരത്തിലുള്ള വികിരണത്തിൻ്റെ സവിശേഷത. വ്യത്യസ്ത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വതസിദ്ധമായ ഉദ്വമനത്തിൻ്റെ ഫോട്ടോൺ അവസ്ഥകൾ വ്യത്യസ്തമാണ്. പ്രകാശത്തിൻ്റെ സ്വതസിദ്ധമായ ഉദ്വമനം "പൊരുത്തമില്ലാത്ത" അവസ്ഥയിലാണ്, കൂടാതെ ചിതറിയ ദിശകളുമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, സ്വയമേവയുള്ള വികിരണത്തിന് ആറ്റങ്ങളുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്, വ്യത്യസ്ത ആറ്റങ്ങളുടെ സ്വതസിദ്ധമായ വികിരണത്തിൻ്റെ സ്പെക്ട്ര വ്യത്യസ്തമാണ്. ഇതിനെക്കുറിച്ച് പറയുമ്പോൾ, ഇത് ആളുകളെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ അടിസ്ഥാന അറിവ് ഓർമ്മിപ്പിക്കുന്നു, “ഏത് വസ്തുവിനും താപം വികിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവുണ്ട്, കൂടാതെ വസ്തുവിന് വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ തുടർച്ചയായി ആഗിരണം ചെയ്യാനും പുറത്തുവിടാനുമുള്ള കഴിവുണ്ട്. താപത്താൽ പ്രസരിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത സ്പെക്ട്രം വിതരണമുണ്ട്. ഈ സ്പെക്ട്രം വിതരണം വസ്തുവിൻ്റെ തന്നെയും അതിൻ്റെ താപനിലയുമായും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, താപ വികിരണത്തിൻ്റെ അസ്തിത്വത്തിൻ്റെ കാരണം ആറ്റങ്ങളുടെ സ്വതസിദ്ധമായ ഉദ്വമനമാണ്.
ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾ "സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഫോട്ടോണുകളുടെ" "ഉത്തേജനം" അല്ലെങ്കിൽ "ഇൻഡക്ഷൻ" പ്രകാരം താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് മാറുകയും സംഭവ ഫോട്ടോണിൻ്റെ അതേ ആവൃത്തിയിലുള്ള ഫോട്ടോണിനെ പ്രസരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉത്തേജിതമായ വികിരണത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും വലിയ സവിശേഷത, ഉത്തേജിതമായ വികിരണം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫോട്ടോണുകളുടെ അതേ അവസ്ഥയാണ് ഉത്തേജിതമായ വികിരണം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. അവർ ഒരു "ഏകീകൃത" അവസ്ഥയിലാണ്. അവയ്ക്ക് ഒരേ ആവൃത്തിയും ഒരേ ദിശയുമുണ്ട്, രണ്ടും വേർതിരിച്ചറിയാൻ പൂർണ്ണമായും അസാധ്യമാണ്. അവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ. ഈ രീതിയിൽ, ഒരു ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിലൂടെ ഒരു ഫോട്ടോൺ രണ്ട് സമാന ഫോട്ടോണുകളായി മാറുന്നു. ഇതിനർത്ഥം പ്രകാശം തീവ്രമാക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ "ആംപ്ലിഫൈഡ്" എന്നാണ്.
ഇപ്പോൾ നമുക്ക് വീണ്ടും വിശകലനം ചെയ്യാം, കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഉത്തേജിതമായ വികിരണം ലഭിക്കുന്നതിന് എന്ത് വ്യവസ്ഥകൾ ആവശ്യമാണ്?
സാധാരണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം എപ്പോഴും താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തേക്കാൾ കുറവാണ്. ആറ്റങ്ങൾ ഉത്തേജിതമായ വികിരണം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു, അതിനാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഒരു "പമ്പ് ഉറവിടം" ആവശ്യമാണ്, അതിൻ്റെ ഉദ്ദേശ്യം കൂടുതൽ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് കുതിക്കുന്നു. , അതിനാൽ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കും, കൂടാതെ ഒരു "കണിക സംഖ്യ റിവേഴ്സൽ" സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യും. വളരെയധികം ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് വളരെ കുറച്ച് സമയം മാത്രമേ നിലനിൽക്കാൻ കഴിയൂ. സമയം താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് കുതിക്കും, അതിനാൽ വികിരണത്തിൻ്റെ ഉത്തേജിത ഉദ്വമനത്തിനുള്ള സാധ്യത വർദ്ധിക്കും.
തീർച്ചയായും, "പമ്പ് ഉറവിടം" വ്യത്യസ്ത ആറ്റങ്ങൾക്കായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് ഇലക്ട്രോണുകളെ "പ്രതിധ്വനിപ്പിക്കുകയും" കൂടുതൽ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് കുതിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വായനക്കാർക്ക് അടിസ്ഥാനപരമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും, എന്താണ് ലേസർ? എങ്ങനെയാണ് ലേസർ നിർമ്മിക്കുന്നത്? ഒരു പ്രത്യേക "പമ്പ് സ്രോതസ്സിൻ്റെ" പ്രവർത്തനത്തിന് കീഴിലുള്ള ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ആറ്റങ്ങളാൽ "ആവേശം" ഉണ്ടാകുന്ന "ലൈറ്റ് റേഡിയേഷൻ" ആണ് ലേസർ. ഇത് ലേസർ ആണ്.
പോസ്റ്റ് സമയം: മെയ്-27-2024
