Ştiri:

Vă rugăm să citiţi Regulamentul de utilizare a forumului Scientia în secţiunea intitulată "Regulamentul de utilizare a forumului. CITEŞTE-L!".

Main Menu

Despre lasere

Creat de Adi, Iunie 10, 2008, 07:17:44 AM

« precedentul - următorul »

0 Membri şi 1 Vizitator vizualizează acest subiect.

Sagoth-sabathan

#15
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 06:46:48 PM
Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 22, 2008, 09:56:31 PM
Propietatile unui laser sunt:
1.Monocromacitate
2.Coerenta
3.Luminozitate mare
4.Directionalitate

Majoritatea proprietatilor deriva din coerenta. De fapt coerenta are doua componente: spatiala si temporala.
Laserul este o sursa coerenta temporal si spatial. Coerenta temporala ii asigura monocromaticitatea, iar coerenta spatiala ii asigura directionalitatea.

Asa cum ai spus, coerenta (temporala si spatiala) ridicata a radiatiei laser este rezultatul emisiei stimulate.

"Luminozitatea" (de fapt intensitatea) mare vine din faptul ca radiatia este coerenta. Ca si cum fotonii se vorbesc sa se deplaseze toti in aceeasi directie si cu aceeasi viteza, ei se misca ordonat (ceea ce este echivalent cu a spune ca sunt coerenti).


Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:44:23 AM
Prima conditie pentru obtinerea radiatiei laser poarta nmele de inversia de populatie si inseamna adunarea tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior pe unul superior. Conditia ca energia fotonilor sa egala pierderile de energie prin alte procese ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomii din substanta poarta numele de conditia de prag.

Ce parere ai, s-ar putea face un laser fara sa avem inversie de populatie ? Care ar fi conditia necesara ?
Nu s-ar putea face laser fara inversie de populatie dupa cum am spus ;D,iar conditia necesara ar fi ca TOTI electronii sa treaca de pe un nivel energetic inferior pe unul superior

HarapAlb

Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:44:23 AM
Prima conditie pentru obtinerea radiatiei laser poarta nmele de inversia de populatie si inseamna adunarea tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior pe unul superior. Conditia ca energia fotonilor sa egala pierderile de energie prin alte procese ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomii din substanta poarta numele de conditia de prag.

Ce inseamna inversie de populatie ?

Chiar tu ai mentionat conditia de prag :) Care ar fi conditia de prag in cazul in care nu avem inversie de populatie ?



Citat din: ionut din Iunie 23, 2008, 09:41:45 PM
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 06:46:48 PM
Majoritatea proprietatilor deriva din coerenta. De fapt coerenta are doua componente: spatiala si temporala.
Laserul este o sursa coerenta temporal si spatial. Coerenta temporala ii asigura monocromaticitatea, iar coerenta spatiala ii asigura directionalitatea.
HarapAlb,
   Eu stiam ca coerenta "temporala" se refera la faptul ca fotonii sunt toti emisi "in faza". Monocromatismul e o proprietate intrinseca mediului activ al laserului (specia de atomi care se dezexcita). E posibil sa ma insel, asa ca ia-o ca pe un comentariu/intrebare ... :)
Monocromaticitatea laserului e ceva relativ, pentru ca el nu este monocromatic 100%. Ea nu este data de mediul activ pentru ca acolo sunt niste amarati de atomi care se dezexcita. Nici eu nu am explicat corect prima data: cred ca in cazul laserului monocromaticitatea este data de largimea spectrala a rezonatorului (care este mult mai mica decat cea a mediului activ), de fapt  sunt doua fenomene responsabile, emisia stimulata si largimea de banda a rezonatorului. Odata pornit laserul, monocromaticitatea (valoarea proiectata) se atinge dupa un anumit timp de functionare care depinde de tipul si de constructia laserului.
"In faza" este un termen general, inseamna si faptul ca au (aproape) aceeasi frecventa (sau energie).

Sagoth-sabathan

#17
Conditia de prag ar fi ca energia fotonilor sa egaleze pierderile de energie ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomi :P Iar inversia de populatie inseamna ADUNAREA tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior si tranzitia loe pe unul superior.Te rog scuza-ma daca te-am suparat,dar sunt cam obosit si nu mai gandesc asa de clar.Formarea laserulu fara inversia de populatie este posibila numai in cazul in care indeplineste conditia de prag.

HarapAlb

#18
Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:14:32 PM
Conditia de prag ar fi ca energia fotonilor sa egaleze pierderile de energie ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomi :P Iar inversia de populatie inseamna ADUNAREA tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior si tranzitia loe pe unul superior.Te rog scuza-ma daca te-am suparat,dar sunt cam obosit si nu mai gandesc asa de clar.Formarea laserulu fara inversia de populatie este posibila numai in cazul in care indeplineste conditia de prag.

Ai dreptate, analiza folosind conditia de prag asa cum vine in carti (ce include pierderi in mediu, prin rezonator) nu iese imediat.
O sa revin cu un model idealizat in care sa vedem rolul inversiei de populatie.

ionut

#19
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 10:53:29 PM
Monocromaticitatea laserului e ceva relativ, pentru ca el nu este monocromatic 100%. Ea nu este data de mediul activ pentru ca acolo sunt niste amarati de atomi care se dezexcita. Nici eu nu am explicat corect prima data: cred ca in cazul laserului monocromaticitatea este data de largimea spectrala a rezonatorului (care este mult mai mica decat cea a mediului activ), de fapt  sunt doua fenomene responsabile, emisia stimulata si largimea de banda a rezonatorului. Odata pornit laserul, monocromaticitatea (valoarea proiectata) se atinge dupa un anumit timp de functionare care depinde de tipul si de constructia laserului.
"In faza" este un termen general, inseamna si faptul ca au (aproape) aceeasi frecventa (sau energie).
Buna,
     Inteleg ca un laser nu e absolut monocromatic, dar vreau sa revin la termenul "in faza" care nu are legatura cu frecventa. Fotonii au si ei o functie de unda care contine un termen ce depinde de frecventa si unul care tine de "faza". Un exemplu care sa explice la ce ma refer este interferenta luminii din experimentul Yang unde avem nevoie de fascicule de lumina coerente. Faza este unghiul din unda

HarapAlb

Citat din: ionut din Iunie 24, 2008, 10:49:38 AM
vreau sa revin la termenul "in faza" care nu are legatura cu frecventa. Fotonii au si ei o functie de unda care contine un termen ce depinde de frecventa si unul care tine de "faza". Un exemplu care sa explice la ce ma refer este interferenta luminii din experimentul Yang unde avem nevoie de fascicule de lumina coerente. Faza este unghiul din unda


Corect, in general faptul ca au aceeasi faza nu inseamna ca au si aceeasi frecventa. Procesul de detectie al undelor (fotonilor) nu are loc instantaneu ci practic se realizeaza o medie temporala si astfel "ramanem" cu faza undei (de fapt cu o diferenta de faza, pentru ca faza se determina mereu in raport cu o referinta).

In cazul emisiei stimulate fotonii emisi sunt total coerenti, adica au (aproape) aceeasi faza, frecventa, directie de propagare si stare de polarizare. 

HarapAlb

Sagoth-sabathan esti la liceu, la scoala generala, sau la facultate ? (ca sa stiu cum descriu modelul legat de inversia de populatie)

Adi

Trece a opta ... si totusi stie atatea de fizica! E de apreciat elevul nostru, dar raspunde-i cat mai clar cu putinta ...
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

Krystyan

#23
Salut si Craciun Fericit tuturor!
Am si eu o intrebare legata de lasere. Am inteles ca exista lasere suficient de puternice astfel incat sa taie metale. Se poate construi acasa un astfel de laser? Daca da, cum? M-ar interesa o schema simplificata.
Inca o intrebare: daca este foarte complicat de construit un laser ca cel de mai sus, este posibil sa obtin un fascicul laser suficient de puternic ca sa taie metale daca asupra zonei unde se face taierea actionez mai multe lasere in acelasi timp, dar lasere din acelea slabe care se gasesc la orice magazin din oras. Presupun ca as avea la dispozitie o infinitate de astfel de lasere slabe din comert, cam de cate lasere as avea nevoie ca sa pot taia o bucata de metal?
Ceva de genul asta dar puterea sa fie mult mai mare:  http://www.ehow.com/how_5006150_make-burning-laser-pen.html  Si daca se poate mai pe intelesul celor care nu stiu asa multa fizica.

Krystyan

Si m-ar interesa de unde pot sa fac rost de niste ochelari de protectie a ochilor ca sa nu am vreo surpriza neplacuta!

Krystyan

#25
Am gasit un laser puternic: http://www.shop-bucuresti.ro/Pointer_laser_verde_500mW/Pointer_laser_verde_500mW/id-0799126bb2a7c27b12b45a847aa46a2e.html
Credeti ca puterea de 500mW a acestui laser este suficienta pentru a taia metalul? Dar lemn, plastic sau cauciuc?
Si inca o intrebare: la laserul din link-ul de mai sus, daca maresc diametrul fasciculului laser ca sa obtin un fel de lanterna puterea de 500mW se pastreaza sau scade?
Multumesc.

AlexandruLazar

Din câte știu echipamentele pentru tăierea metalului au nevoie de puteri destul de mari, de ordinul zecilor sau sutelor de W (depinde și ce vrei să tai). În plus, ce te interesează de fapt este densitatea de putere pe care o poți obtine de la echipament.

De asemenea, la puterile astea nu prea mai contează ce ochelari porți  ;D. Poți să porți orice fel de ochelari de sudură dar asta e doar ca să îți protejezi ochii de scântei/picături de metal încins și de intensitatea razei la care te uiți, dacă te nimerește în ochi un fascicul de câteva zeci de W, cu sau fără ochelari, sunt șanse importante să nu mai trăiești ca să îți pară rău ;).

Krystyan

#27
In legatura cu postul de la adresa asta: http://www.scientia.ro/forum/index.php?topic=1763.0

Acolo se observa ca acea descarcare electrica masoara cativa centimetri in lungime. Daca ionizez aerul foarte puternic cu un generator de ioni negativi (un purificator de aer de exemplu!) pot sa obtin o lungime mai mare a descarcarii electrice la aceeasi tensiune a curentului electric?
Cam cat de mult ar trebui ionizat aerul (cati ioni pe cm3) ca sa obtin o descarcare electrica in lungime de cel putin un metru la o tensiune a curentului electric relativ mica, de exemplu 20-25 kv?
Ideea este de a crea un spatiu in aer FOARTE PUTERNIC ionizat cu o putere de strapungere foarte mica care sa faciliteze o descarcare electrica de o lungime cat mai mare. Aceasta idee mi-a venit atunci cand am constatat un neajuns la aparatele de autoaparare de tip electrosoc: pentru a folosi aparatul trebuie sa fii aproape de agresor si ce te faci daca acesta te prinde de mana? Cum ar fi daca socul electric s-ar putea transmite la agresor prin aer de la o distanta cat mai mare? Se poate asa ceva daca se ionizeaza foarte puternic spatiul dintre victima si agresor, creandu-se astfel o descarcare electrica care sa aiba o lungime egala cu distanta dintre victima si agresor?

Dar daca s-ar folosi si un umidificator de aer?

AlexandruLazar

#28
În principiu nu e o problemă să obţii un arc electric mare (în fond, în cuptoarele cu arc se obţin arcuri mult mai mari de atâta, şi în mod similar, întreruptoarele de înaltă tensiune din posturile de transformare de la centralele electrice se ocupă în mod obişnuit cu arcuri de câţiva metri). Deci, e posibil, dacă tensiunea pe care o foloseşti e suficient de mare. Mai mult, deşi pare puţin neintuitiv, nici curentul necesar nu e foarte mare; dacă vrei să faci un arc electric de joasă tensiune (câteva sute de volţi) şi putere mare îţi trebuie nşpe aprobări de la Electrica, în schimb dacă vrei să ai acasă un generator Marx nici nu trebuie să îţi faci probleme pentru siguranţe  ;D.

Pe de altă parte treaba asta nu e foarte uşor aplicabilă pentru armele de autoapărare pentru că arcul electric trebuie să se producă între două terminale electrice de potenţiale diferite. În plus, pe măsură ce se întinde, el se răceşte şi tinde să se stingă. Deci dacă vrei arc mare, îţi trebuie tensiune mare, un arc gros şi o sursă capabilă să îl susţină, iar asta e destul de greu de făcut dintr-o baterie Li-ion.

În ceea ce priveşte gradul de ionizare -- e destul de incomod de lucrat cu el atunci când ai de-a face cu un arc pentru că gradul de ionizare nu e tocmai reprezentativ pentru ce se întâmplă acolo, mai ales că nu prea binevoieşte să fie constant decât pe zone foarte înguste (de-a lungul liniilor de câmp electric dacă nu ma înşel) şi e greu de măsurat în afara unor incinte speciale. Mărimea care te interesează este rigiditatea dielectrică a mediului (în engleză: breakdown voltage (deşi e un termen impropiu), mai rar dielectric rigidity, deşi ăsta e termenul corect); nu mai ţin minte cât e pentru aer, cred că în jur de 4 kV/cm în condiţii standard pentru electrozi punctiformi şi în jur de 30 kV pentru electrozi sferici. Nici asta nu e chiar bătută în cuie pentru că depinde de umiditate, presiune şi alte asemenea, dar în principiu începând de la un câmp electric de 1.3-1.5 ori mai intens decât limita asta ar trebui să îţi dea un arc electric destul de constant.

Edit: deja o văd venind deci... o clarificare. Dacă pornim de la cei 4 kV/cm, iese o intensitate de vreo 400 kV/m, deci pentru un arc electric de 10 m într-un post de transformare ar veni la prima vedere o tensiune înre electrozi de 4 MV ceea ce cu siguranţă, dacă s-ar întâmpla, n-ar fi deloc plăcut pentru instalaţia de acolo. În realitate lucrurile sunt puţin mai complicate de atât pentru că arcul electric are o comportare destul de complexă. Se poate obţine un arc foarte mare între două terminale relativ apropiate, pornind de la unul drept între ele şi foarte intens şi apoi curbându-l spre exterior, de exemplu prin suflaj magnetic (asta se face în întreruptoarele cu cameră de stingere, dar acolo e cu scopul de a-l stinge). Probabil că se poate face o armă de autoapărare ca asta, dacă nu te deranjează că ar fi cât un tanc mai mic şi că ar avea baterie cam numai pentru un foc, două, ceea ce s-ar putea să nu fie neapărat suficient noaptea prin Rahova ;D.

Krystyan

Citat din: AlexandruLazar din Decembrie 30, 2010, 01:51:13 PM
Deci, e posibil, dacă tensiunea pe care o foloseşti e suficient de mare. [...] dacă vrei să faci un arc electric de joasă tensiune (câteva sute de volţi) şi putere mare îţi trebuie nşpe aprobări de la Electrica, în schimb dacă vrei să ai acasă un generator Marx nici nu trebuie să îţi faci probleme pentru siguranţe  ;D.

Exact asta vreau: un arc electric de joasa tensiune(ca cel de la electrosocuri) dar lung in spatiu care sa nu raneasca agresorul dar sa-l doboare de la distanta.

Citat din: AlexandruLazar din Decembrie 30, 2010, 01:51:13 PM
Pe de altă parte treaba asta nu e foarte uşor aplicabilă pentru armele de autoapărare pentru că arcul electric trebuie să se producă între două terminale electrice de potenţiale diferite. În plus, pe măsură ce se întinde, el se răceşte şi tinde să se stingă. Deci dacă vrei arc mare, îţi trebuie tensiune mare, un arc gros şi o sursă capabilă să îl susţină, iar asta e destul de greu de făcut dintr-o baterie Li-ion.

Pai as vrea un arc electric care sa nu se raceasca asa de repede in spatiu dar fara sa am o sursa de tensiune mare (sa fie suficienta o baterie Li-ion). Ma gandeam ca arcul electric care poate fi produs de o baterie Li-ion sa fie insotit de ceva (nu stiu, habar n-am) care sa ii faciliteze deplasarea prin aer. Uite un exemplu: daca am un pistol cu apa si stropesc agresorul iar in jetul de apa care pleaca de la pistol exista o sursa care produce curent electric, ma gandesc ca agresorul ar putea fi doborat, evident daca tensiunea de la sursa este potrivita adica sa-l doboare dar sa nu-l raneasca. (atentie, jetul de apa este continuu!!!) Se intelege ca acest exemplu are un dezavantaj: ar trebui sa ma car cu bidonul de apa in spinare. Asadar caut o dracie care sa insoteasca arcul electric si sa ii faciliteze deplasarea prin aer, o dracie care sa intretina in spatiu si timp fenomenele care se intampla in timpul descarcarii electrice, dar totusi acest dispozitiv sa poata fi portabil.

Dar probabil ca nu s-a inventat asa ceva. Cred ca ar fi un mare succes daca cineva ar reusi sa faca un astfel de aparat.