1. Egwyddor cynhyrchu laser
Mae strwythur yr atom fel system solar fach, gyda'r niwclews atomig yn y canol. Mae'r electronau'n cylchdroi'n gyson o amgylch y niwclews atomig, ac mae'r niwclews atomig hefyd yn cylchdroi'n gyson.
Mae'r niwclews wedi'i gyfansoddi o brotonau a niwtronau. Mae protonau â gwefr bositif ac nid oes gan niwtronau wefr. Mae nifer y gwefrau positif sy'n cael eu cario gan y niwclews cyfan yn hafal i nifer y gwefrau negatif sy'n cael eu cario gan yr electronau cyfan, felly yn gyffredinol mae atomau'n niwtral i'r byd y tu allan.
O ran màs atom, mae'r niwclews yn crynhoi'r rhan fwyaf o fàs yr atom, ac mae'r màs sy'n cael ei feddiannu gan yr holl electronau yn fach iawn. Yn strwythur yr atom, dim ond lle bach y mae'r niwclews 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 “ynni mewnol”, sy’n cynnwys dwy ran: un yw bod gan yr electronau gyflymder orbit ac ynni cinetig penodol; y llall yw bod pellter rhwng yr electronau â gwefr negyddol a’r niwclews â gwefr bositif, ac mae swm penodol o ynni potensial. Swm yr ynni cinetig a’r ynni potensial o’r holl electronau yw ynni’r atom cyfan, a elwir yn ynni 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 wahanol "Lefel Ynni"; Ar "Lefel Ynni" benodol, gall fod nifer o electronau yn cylchdroi'n 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, maent wedi'u hynysu yn ôl lefelau egni. Nid yn unig y mae'r cysyniad o "lefel egni" yn rhannu electronau yn lefelau yn ôl egni, ond mae hefyd yn rhannu gofod cylchdroi electronau yn lefelau lluosog. Yn fyr, gall atom gael nifer o lefelau egni, ac mae gwahanol lefelau egni yn cyfateb i wahanol egni; mae rhai electronau'n cylchdroi ar "lefel egni isel" a rhai electronau'n cylchdroi ar "lefel egni uchel".
Y dyddiau hyn, mae llyfrau ffiseg ysgolion canol wedi nodi'n glir nodweddion strwythurol rhai atomau, rheolau dosbarthiad electronau ym mhob haen electronau, a nifer yr electronau ar wahanol lefelau egni.
Mewn system atomig, mae electronau'n symud mewn haenau yn y bôn, 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 trawsnewid yn ddigymell i lefel egni isel, gall ei effaith gael ei amsugno, neu gall gynhyrchu effeithiau cyffroi arbennig ac achosi "allyriad digymell". Felly, yn y system atomig, pan fydd electronau lefel egni uchel yn trawsnewid i lefelau egni isel, bydd dau amlygiad: "allyriad digymell" ac "allyriad ysgogedig".
Ymbelydredd digymell, mae electronau mewn cyflyrau egni uchel yn ansefydlog ac, o dan effaith yr amgylchedd allanol (tymheredd, trydan, magnetedd), maent yn mudo'n ddigymell i gyflyrau egni 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 yn ar hap. Mae cyflyrau ffoton allyriadau digymell gwahanol electronau yn wahanol. Mae allyriadau digymell golau mewn cyflwr "anghynhwysol" ac mae ganddo gyfeiriadau gwasgaredig. Fodd bynnag, mae gan ymbelydredd digymell nodweddion yr atomau eu hunain, ac mae sbectrwm ymbelydredd digymell gwahanol atomau yn wahanol. Gan sôn 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 a belydrair gan wres ddosbarthiad sbectrwm penodol. Mae'r dosbarthiad sbectrwm hwn yn gysylltiedig â phriodweddau'r gwrthrych ei hun a'i dymheredd." Felly, y rheswm dros fodolaeth ymbelydredd thermol yw allyriadau digymell atomau.
Mewn allyriad ysgogedig, mae electronau lefel egni uchel yn trawsnewid i lefel egni isel o dan "ysgogiad" neu "anwythiad" "ffotonau addas ar gyfer yr amodau" ac yn allyrru ffoton o'r un amledd â'r ffoton digwyddiadol. Nodwedd fwyaf ymbelydredd ysgogedig yw bod gan y ffotonau a gynhyrchir gan ymbelydredd ysgogedig yr un cyflwr yn union â'r ffotonau digwyddiadol sy'n cynhyrchu ymbelydredd ysgogedig. Maent mewn cyflwr "cydlynol". Mae ganddynt yr un amledd a'r un cyfeiriad, ac mae'n gwbl amhosibl gwahaniaethu'r ddau wahaniaeth rhyngddynt. Yn y modd hwn, mae un ffoton yn dod yn ddau ffoton union yr un fath trwy un allyriad ysgogedig. Mae hyn yn golygu bod y golau'n cael ei ddwysáu, neu ei "helaethu".
Nawr gadewch i ni ddadansoddi eto, pa amodau sydd eu hangen er mwyn cael ymbelydredd ysgogol yn fwy 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 eisiau i atomau gynhyrchu ymbelydredd wedi'i ysgogi, rydych chi eisiau cynyddu nifer yr electronau mewn lefelau egni uchel, felly mae angen "ffynhonnell bwmp" arnoch chi, sydd â'r pwrpas o ysgogi mwy. Mae gormod o electronau lefel egni isel yn neidio i lefelau egni uchel, felly bydd nifer yr electronau lefel egni uchel yn fwy na nifer yr electronau lefel egni isel, a bydd "gwrthdroad nifer gronynnau" yn digwydd. Dim ond am gyfnod byr iawn y gall gormod o electronau lefel egni uchel aros. Bydd amser yn neidio i lefel egni is, felly bydd y posibilrwydd o allyriad ymbelydredd wedi'i ysgogi yn cynyddu.
Wrth gwrs, mae'r "ffynhonnell bwmp" wedi'i gosod ar gyfer gwahanol atomau. Mae'n gwneud i'r electronau "gyseinio" ac yn caniatáu i fwy o electronau lefel ynni isel neidio i lefelau ynni uchel. Gall darllenwyr ddeall yn y bôn, beth yw laser? Sut mae laser yn cael ei gynhyrchu? Mae laser yn "ymbelydredd golau" sy'n cael ei "gyffroi" gan atomau gwrthrych o dan weithred "ffynhonnell bwmp" benodol. Dyma laser.
Amser postio: Mai-27-2024
