1. Egwyddor cynhyrchu laser
Mae'r strwythur atomig yn debyg i gysawd solar bach, gyda'r cnewyllyn atomig yn y canol.Mae'r electronau yn cylchdroi yn gyson o amgylch y niwclews atomig, ac mae'r niwclews atomig hefyd yn cylchdroi yn gyson.
Mae'r cnewyllyn yn cynnwys protonau a niwtronau.Mae protonau'n cael eu gwefru'n bositif a niwtronau heb eu gwefru.Mae nifer y gwefrau positif a gludir gan y niwclews cyfan yn hafal i nifer y gwefrau negatif a gludir gan yr electronau cyfan, felly yn gyffredinol mae atomau yn niwtral i'r byd allanol.
Cyn belled ag y mae màs atom yn y cwestiwn, mae'r niwclews yn crynhoi'r rhan fwyaf o fàs yr atom, ac mae'r màs a feddiannir gan yr holl electronau yn fach iawn.Yn y strwythur atomig, dim ond gofod bach y mae'r cnewyllyn yn ei feddiannu.Mae'r electronau'n cylchdroi o amgylch y niwclews, ac mae gan yr electronau le llawer mwy ar gyfer gweithgaredd.
Mae gan atomau “egni mewnol”, sy'n cynnwys dwy ran: un yw bod gan yr electronau gyflymder orbitol ac egni cinetig penodol;y llall yw bod pellter rhwng yr electronau â gwefr negatif a'r niwclews â gwefr bositif, ac mae rhywfaint o egni potensial.Swm egni cinetig ac egni potensial pob electron yw egni'r atom cyfan, a elwir yn egni mewnol yr atom.
Mae pob electron yn cylchdroi o amgylch y niwclews;weithiau'n agosach at y niwclews, mae egni'r electronau hyn yn llai;weithiau ymhellach i ffwrdd o'r niwclews, mae egni'r electronau hyn yn fwy;yn ôl y tebygolrwydd o ddigwydd, mae pobl yn rhannu'r haen electron yn “Lefel Ynni” gwahanol;Ar “Lefel Ynni”, efallai y bydd electronau lluosog yn cylchdroi yn aml, ac nid oes gan bob electron orbit sefydlog, ond mae gan yr electronau hyn i gyd yr un lefel o egni;Mae “Lefelau Ynni” wedi'u hynysu oddi wrth ei gilydd.Ydyn, maen nhw wedi'u hynysu yn ôl lefelau egni.Mae'r cysyniad o “lefel egni” nid yn unig yn rhannu electronau yn lefelau yn ôl egni, ond hefyd yn rhannu gofod cylchdroi electronau yn lefelau lluosog.Yn fyr, efallai y bydd gan atom lefelau egni lluosog, ac mae lefelau egni gwahanol yn cyfateb i wahanol egni;mae rhai electronau'n cylchdroi ar “lefel egni isel” ac mae rhai electronau'n cylchdroi ar “lefel egni uchel”.
Y dyddiau hyn, mae llyfrau ffiseg ysgol ganol wedi nodi'n glir nodweddion strwythurol atomau penodol, rheolau dosbarthiad electronau ym mhob haen electronau, a nifer yr electronau ar wahanol lefelau egni.
Mewn system atomig, mae electronau yn y bôn yn symud mewn haenau, gyda rhai atomau ar lefelau egni uchel a rhai ar lefelau egni isel;oherwydd bod atomau bob amser yn cael eu heffeithio gan yr amgylchedd allanol (tymheredd, trydan, magnetedd), mae electronau lefel egni uchel yn ansefydlog a byddant yn trosglwyddo'n ddigymell i lefel ynni isel, gall ei effaith gael ei amsugno, neu gall gynhyrchu effeithiau cyffro arbennig ac achosi " allyriadau digymell”.Felly, yn y system atomig, pan fydd electronau lefel ynni uchel yn trosglwyddo i lefelau ynni isel, bydd dau amlygiad: “allyriad digymell” ac “allyriad ysgogol”.
Ymbelydredd digymell, mae electronau mewn cyflyrau ynni uchel yn ansefydlog ac, yn cael eu heffeithio gan yr amgylchedd allanol (tymheredd, trydan, magnetedd), yn mudo'n ddigymell i gyflyrau ynni isel, ac mae gormod o egni yn cael ei belydru ar ffurf ffotonau.Nodwedd y math hwn o ymbelydredd yw bod trawsnewidiad pob electron yn cael ei wneud yn annibynnol ac ar hap.Mae cyflwr ffotonau allyriadau digymell gwahanol electronau yn wahanol.Mae allyriad golau digymell mewn cyflwr “anghydlynol” ac mae ganddo gyfeiriadau gwasgaredig.Fodd bynnag, mae gan ymbelydredd digymell nodweddion yr atomau eu hunain, ac mae sbectra ymbelydredd digymell gwahanol atomau yn wahanol.Wrth siarad am hyn, mae'n atgoffa pobl o wybodaeth sylfaenol mewn ffiseg, “Mae gan unrhyw wrthrych y gallu i belydru gwres, ac mae gan y gwrthrych y gallu i amsugno ac allyrru tonnau electromagnetig yn barhaus.Mae gan y tonnau electromagnetig sy'n cael eu pelydru gan wres ddosbarthiad sbectrwm penodol.Y sbectrwm hwn Mae'r dosraniad yn gysylltiedig â phriodweddau'r gwrthrych ei hun a'i dymheredd.”Felly, y rheswm dros fodolaeth ymbelydredd thermol yw allyriadau digymell atomau.
Mewn allyriadau ysgogol, mae electronau lefel egni uchel yn trosglwyddo i lefel ynni isel o dan yr “ysgogiad” neu “anwythiad” “ffotonau sy'n addas ar gyfer yr amodau” ac yn pelydru ffoton o'r un amledd â'r ffoton digwyddiad.Nodwedd fwyaf ymbelydredd ysgogol yw bod gan y ffotonau a gynhyrchir gan ymbelydredd ysgogol yr un cyflwr yn union â'r ffotonau digwyddiad sy'n cynhyrchu ymbelydredd ysgogol.Maent mewn cyflwr “cydlynol”.Mae ganddynt yr un amledd a'r un cyfeiriad, ac mae'n gwbl amhosibl gwahaniaethu rhwng y ddau.gwahaniaethau ymhlith y rheini.Yn y modd hwn, mae un ffoton yn dod yn ddau ffoton union yr un fath trwy un allyriad ysgogol.Mae hyn yn golygu bod y golau yn cael ei ddwysáu, neu ei “chwyddo”.
Nawr, gadewch i ni ddadansoddi eto, pa amodau sydd eu hangen er mwyn cael ymbelydredd ysgogol yn amlach ac yn amlach?
O dan amgylchiadau arferol, mae nifer yr electronau mewn lefelau egni uchel bob amser yn llai na nifer yr electronau mewn lefelau egni isel.Os ydych chi am i atomau gynhyrchu ymbelydredd wedi'i ysgogi, rydych chi am gynyddu nifer yr electronau mewn lefelau egni uchel, felly mae angen "ffynhonnell pwmp" arnoch chi, a'i bwrpas yw ysgogi mwy Mae gormod o electronau lefel ynni isel yn neidio i lefelau egni uchel. , felly bydd nifer yr electronau lefel ynni uchel yn fwy na nifer yr electronau lefel ynni isel, a bydd “gwrthdroad rhif gronynnau” yn digwydd.Dim ond am gyfnod byr iawn y gall gormod o electronau ynni uchel aros.Bydd amser yn neidio i lefel egni is, felly bydd y posibilrwydd o allyriadau ysgogol o ymbelydredd yn cynyddu.
Wrth gwrs, mae'r “ffynhonnell pwmp” wedi'i osod ar gyfer gwahanol atomau.Mae'n gwneud i'r electronau “atseinio” a chaniatáu i fwy o electronau ynni isel neidio i lefelau egni uchel.Gall darllenwyr ddeall yn y bôn, beth yw laser?Sut mae laser yn cael ei gynhyrchu?Mae laser yn “ymbelydredd ysgafn” sy'n cael ei “gyffroi” gan atomau gwrthrych o dan weithred “ffynhonnell pwmp” benodol.Mae hwn yn laser.
Amser postio: Mai-27-2024
