Dane informacyjne do uzupe nienia
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 67

Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) PowerPoint PPT Presentation


  • 120 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia). Nazwa szkoły: Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych ID grupy: 97/55_mf_g1 Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Laser, atomowe światło – pół wieku od odkrycia Semestr/rok szkolny: Semestr III, rok szkolny 2010/2011. Spis treści :.

Download Presentation

Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Dane informacyjne do uzupe nienia

Dane INFORMACYJNE (do uzupenienia)

  • Nazwa szkoy:

  • Zesp Szk Ponadgimnazjalnych

  • ID grupy:

  • 97/55_mf_g1

  • Kompetencja:

  • Matematyczno-fizyczna

  • Temat projektowy:

  • Laser, atomowe wiato p wieku od odkrycia

  • Semestr/rok szkolny:

  • Semestr III, rok szkolny 2010/2011


Spis tre ci

Spis treci :

  • Budowa atomu.

  • Postulaty Bohra.

  • Co to jest laser.

  • Historia lasera.

  • Rodzaje laserw.

  • Opis wybranych laserw.

  • Budowa, zasada dziaania lasera.

  • Zastosowanie laserw.

  • Rodzaje spjnoci wiata laserowego.

  • Dowiadczenia:

  • Wyznaczenie dugoci wiata za pomoc siatki dyfrakcyjnej.

  • Wyznaczenie odlegoci midzy ciekami zapisu na pycie CD.

  • Dowiadczenie obserwacyjne zjawiska fotoelektrycznego zewntrznego.

  • Zadania.

  • Podsumowanie.


Budowa atomu

BUDOWA ATOMU

  • Atom zbudowany jest z dodatnio naadowanego jdra i zajmujcych przestrze poza jdrem elektronw. Jdro skada si z protonw i neutronw, czyli nukleonw.


Postulaty bohra

Postulaty Bohra

  • W roku 1911 Rutherford odkry istnienie jdra atomu. Dwa lata pniej, Niels Bohr, udoskonali model Rutherforda i w ten sposb powsta model atomu wodoru.

  • Wedug Bohra atom wodoru ma dodatnie jdro o adunku +e, wok ktrego po orbicie koowej porusza si elektron o adunku e.

  • Bohr, budujc swj model atomu, przyj dwa postulaty, bez ktrych model ten nie byby zgodny z dowiadczeniem. Postulaty te miay w istocie charakter kwantowy.


Dane informacyjne do uzupe nienia

1. Pierwszy postulat Bohra

Dla elektronu krcego wok jdra dozwolone s tylko takie orbity, dla ktrych moment pdu, zwany inaczej krtem(bdcy iloczynem pdu elektronu i promienia orbity, po ktrej kry), jest cakowit wielokrotnoci staej Plancka podzielonej przez 2

h najmniejsza ze wszystkich staych, staa Plancka, ktra wynosi

2. Drugi postulat Bohra

Kiedy elektron kry po jednej z dozwolonych orbit i nie promieniuje energii w postaci fal elektromagnetycznych. Energia jest emitowana podczas przeskoku elektronu z jednej dozwolonych orbit na inn.

- energia elektronu, odpowiednio, kocowa i pocztkowa.


Serie widmowe dla atomu wodoru

Serie widmowe dla atomu wodoru

  • 1. Seria Lymana, seria linii widmowych emitowanych przez atomy wodoru. Linie te powstaj w wyniku emisji fotonw przez elektron w atomie wodoru przechodzcy z wyszego orbitalu na orbital 1. Wszystkie linie serii le w dalekim ultrafiolecie

  • 2. Seria Balmera, seria linii widmowych powstajca w wyniku emisji fotonw przez elektron w atomie wodoru przechodzcy z wyszego orbitalu na orbital 2 (seria L). Znajduj si one w bliskim nadfiolecie oraz w zakresie wiata widzialnego. Bezporednio widoczne s linie - czerwona , niebiesko-zielona i dwie fioletowe.

  • 3. Seria Paschena, seria widm powstajca w wyniku emisji fotonw przez elektron w atomie wodoru przechodzcy z wyszego orbitalu na orbital 3 (seria M). Znajduj si one wszystkie w podczerwieni.

  • 4. Seria Bracketta, seria widm powstajca w wyniku emisji fotonw przez elektron w atomie wodoru przechodzcy z wyszego orbitalu na orbital 4 (seria N). Znajduj si one wszystkie w podczerwieni.

  • 5. Seria Pfunda, seria widm powstajca w wyniku emisji fotonw przez elektron w atomie wodoru przechodzcy z wyszego orbitalu na orbital 5 (seria O). Znajduj si one wszystkie w podczerwieni.

  • 6. Seria Humphreysa, seria linii widmowych emitowanych przez atomy wodoru. Linie te powstaj w wyniku emisji fotonw przez elektron w atomie wodoru przechodzcy z wyszego orbitalu na orbital 6 (seria P).Znajduj si one wszystkie w podczerwieni.


Co jest laser

Co jest laser?

  • Laser to generator promieniowania, wykorzystujcy zjawisko emisji wymuszonej. Nazwa jest akronimem od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation wzmocnienie wiata poprzez wymuszon emisj promieniowania.

  • Niezwyke waciwoci promieniowania laserowego, jak wysoka spjno, maa rozbieno wizki i dua moc, wpyny na jego szerokie zastosowanie.


Historia lasera

Historia lasera

  • Zjawisko wymuszonej emisji odkry w drodze teoretycznych rozwaa Albert Einstein

  • W 1940 roku radziecki uczony W. A. Fabrikant uzasadni moliwo otrzymania zjawiska wymuszonej emisji promieniowania elektromagnetycznego na drodze eksperymentalnej

  • W latach 1952 - 53 z koncepcj budowy wzmacniacza mikrofal dziaajcego na zasadzie wymuszonej emisji wystpili, niezalenie od siebie, Charles H. Townes i jego wsppracownicy w USA.

  • W 1954 roku zostao zbudowane pierwsze urzdzenie, noszce nazw lasera.

  • Z pierwszym projektem urzdzenia wystpi w 1958 roku Townes wraz z innym fizykiem amerykaskim Arthurem L. Schawlowem. Pierwszy czynny laser zosta zbudowany po kilku miesicach.

  • W maju 1960 roku mody amerykaski badacz Theodor H. Maiman zademonstrowa laser rubinowy, wytwarzajcy niezwykle spjn i monochromatyczna wizk wiata.

  • 1962 rok - laser pprzewodnikowy

  • 1963 rok - laser cieczowy


Dane informacyjne do uzupe nienia

  • W roku nastpnym Snitzer uruchomi laser na bazie szka neodymowego, a w roku 1964 Gaisik i Karkos skonstruowali laser na bazie granatu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem.

  • W tym samym roku zbudowany zosta pierwszy laser pprzewodnikowy z pompowaniem diodowym.

  • W latach 1967-69 Bagdasarow i Kamiski zbudowali laser na bazie krysztau perowskitu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem, a Homer, Linz i Gabbe wykorzystali fluorek litowo-itrowy (YLF).

  • Kilka lat pniej (w 1979 roku) skonstruowano laser z przestrajaniem czstotliwoci na krysztale aleksandrytu, a w roku 1982 Moulton zaprezentowa laser na bazie tikoru.


Rodzaje laser w

Rodzaje laserw

  • Podzia laserw w zalenoci od mocy

  • Lasery maej mocy

  • Lasery o redniej mocy

  • Podzia laserw w zalenoci od sposobu pracy

  • Lasery pracy cigej, emitujce promieniowanie o staym nateniu

  • Lasery impulsowe, emitujce impulsy wiata

    • szczeglnym rodzajem lasera impulsowego jest laser femtosekundowy

  • Podzia laserw w zalenoci od widma promieniowania, w ktrych laser pracuje

  • Lasery w podczerwieni

  • Lasery w czci widzialnej

  • Lasery w nadfiolecie


Dane informacyjne do uzupe nienia

  • Podzia laserw w zalenoci od orodka czynnego

    Orodek czynny decyduje o najwaniejszych parametrach lasera, okrela dugo emitowanej fali, jej moc, sposb pompowania, moliwe zastosowania lasera.

    W nawiasach podano dugoci fal emitowanego wiata.

    Lasery gazowe:

    • He-Ne laser helowo-neonowy (543nm lub 633nm)

    • Ar laser argonowy (458nm, 488nm lub 514,5nm)

    • laser azotowy (337,1nm)

    • laser kryptonowy (jonowy 647,1nm, 676,4nm)

    • laser na dwutlenku wgla (10,6m)

    • laser na tlenku wgla

    • laser tlenowo-jodowy


Dane informacyjne do uzupe nienia

  • Lasery na ciele staym

    • laser rubinowy (694,3nm)

    • laser neodymowy na szkle

    • laser neodymowy na YAG-u (Nd:YAG)

    • laser erbowy na YAG-u (Er:YAG) (1645nm)

    • laser tulowy na YAG-u (Tm:YAG) (2015nm)

    • laser holmowy na YAG-u (Ho:YAG) (2090nm)

    • laser tytanowy na szafirze (Ti:Al2O3)

    • laser na centrach barwnych

  • Lasery na cieczy

    • lasery barwnikowe - orodkiem czynnym s barwniki rozpuszczone w nieaktywnym orodku przezroczystym, np. rodamina

    • lasery chylatowe

    • lasery neodymowe


Dane informacyjne do uzupe nienia

Lasery pprzewodnikowe

  • zczowe (diody laserowe)

    • laser na materiale objtociowym

    • laser na studniach kwantowych

    • laser na kropkach kwantowych

  • bezzczowe

    • kwantowy laser kaskadowy

      Lasery na wolnych elektronach

  • laser promieniowania X

  • Podzia laserw w zalenoci od zastosowa

    Specjalne lasery gazowe wytwarzajce ultrafiolet o moliwie jak najmniejszej dugoci fali uywane do produkcji pprzewodnikowych ukadw scalonych:

    • F_2 (157nm)

    • ArF (193nm)

    • KrCl (222nm)

    • XeCl (308nm)

    • XeF (351nm)


  • Dane informacyjne do uzupe nienia

    Lasery uywane w stomatologii i dermatologii, w tym do usuwania tatuay, znamion oraz wosw:

    • laser rubinowy (694nm)

    • Aleksandrytowy (755nm)

    • pulsacyjna matryca diodowa (810nm)

    • Nd:YAG (1064nm)

    • Ho:YAG (2090nm)

    • Er:YAG (2940nm)

      Pprzewodnikowe diody laserowe:

    • maej mocy - uywane we wskanikach laserowych, drukarkach laserowych, CD/DVD

    • duej mocy - uywane w przemyle do cicia i spawania, wystpuj o mocach do 10 kW


    Opis niekt rych typ w laser w

    Opis niektrych typw laserw

    • Laser kryptonowy i ksenonowy

    • Wypenione kryptonem lub ksenonem z domieszk fluoru lub chloru, emituj promieniowanie ultrafioletowe, zastosowania badawcze i do pompowania optycznego laserw barwnikowych. Laser kryptonowy jonowy ma wiele linii w pamie widzialnym - dwie najintensywniejsze linie to linie 647,1 i 676,4nm czerwone.

    • Laser pprzewodnikowy

    • Nazywany rwnie laserem diodowym lub diod laserow - laser, ktrego obszarem czynnym jest pprzewodnik. Najczciej laser pprzewodnikowy ma posta zcza p-n w ktrym obszar czynny jest pompowany przez przepywajcy przez zcze prd elektryczny. S to najbardziej perspektywiczne lasery z punktu widzenia ich zastosowa w fotonice ze wzgldu na mae wymiary, do wysokie moce, atwo modulacji prdem sterujcym o wysokiej czstotliwoci (rzdu gigahercw) i moliwo uzyskania promieniowania od pasma bliskiej podczerwieni (diody laserowe dla telekomunikacji wiatowodowej) do skraju fioletowego pasma widzialnego.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Laser neodymowy Nd:YAG

    • Mona wyrni mikrolasery objtociowe i cienkowarstwowe. Pompowanie odbywa si za pomoc pprzewodnikowych diod laserowych. Dugo aktywnego orodka objtociowego jest rzdu 1mm. Moliwo budowy lasera o tak maych wymiarach powstaa w wyniku opanowania technologii diod generujcych wizk o mocy rzdu watw z moliwoci dopasowania pasma emisji tych diod do pasma maksymalnej absorpcji neodymu (=0.81 m). Dugo fali emitowanej przez laser wizki =1.06 m. Przejcia kwantowe realizowane s na jonach neodymu. Dichroiczne zwierciada tworz ukad rezonatora otwartego dla mikrolasera objtociowego i falowodowego. Wizka pompujca (=0.81 m) powinna by transmitowana przez pierwsze zwierciado i cakowicie odbijana przez drugie. Natomiast wizka generowana przez laser (=1.06 m), jak w typowym rezonatorze, powinna by cakowicie odbijana przez drugie zwierciado i czciowo transmitowane przez pierwsze.

    • Mikrolaser objtociowy w poczeniu z krysztaem nieliniowym tworzy laser o zwartej budowie, emitujcy lini zielon (druga harmoniczna, = 0,533 m) o mocy nawet kilkunastu miliwatw. T drog mona uzyska rwnie harmoniczne wysze ni druga i uzyska promieniowanie w nadfiolecie.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Laser barwnikowy

    • Substancj czynn jest tak zwany barwnik, pompowany optycznie przez inny laser, z reguy o krtszej dugoci fali (najczciej jest to silny laser argonowy, kryptonowy lub neodymowy).

    • Czsteczki barwnika mog oddawa pochonit na skutek pompowania energi midzy innymi w drodze emisji wymuszonej, w do szerokim zakresie dugoci fal. O powstaniu akcji laserowej decyduj dodatkowe warunki zewntrzne - na przykad odpowiedni ukad luster i siatek dyfrakcyjnych, zwany rezonatorem. Dobierajc parametry rezonatora, mona uzyska akcj laserow w okrelonym kierunku padania wiata, o okrelonej dugoci fali. Przestrajanie moe odbywa si poprzez przesuw luster, obrt siatki dyfrakcyjnej, a nawet zmian cinienia. Aby nie doprowadzi do przegrzania barwnika (lub spadku jego aktywnoci wskutek przeniesienia wikszoci owietlonych czsteczek na metastabilne poziomy energetyczne nieprzydatne w akcji laserowej), naley zadba o jego waciw cyrkulacj - moe to by na przykad cigy przepyw barwnika przez aktywny obszar lub jego intensywne mieszanie. Dziki szerokiemu zakresowi przestrajania, zarwno pynnego (poprzez regulacj rezonatora) jak i skokowego (poprzez wymian barwnika na inny) lasery barwnikowe znajduj zastosowania wszdzie tam, gdzie potrzebne jest uzyskanie cile okrelonej dugoci fali, trudnej do uzyskania przy uyciu konwencjonalnego lasera. Zakres dostpnych dugoci fal powiksza si dodatkowo za spraw optyki nieliniowej, np. generacja harmonicznej pozwala na emisj fal o poow krtszych od fal generowanych przez czynnik roboczy lasera.

    • Lasery barwnikowe stosuje si w spektroskopii, medycynie, fotochemii i wielu innych dziedzinach.


    Laser rubinowy

    LASER RUBINOWY

    • Laser rubinowy - laser na ciele staym, ktrego obszarem czynnym jest rubin.

    • Ten skad chemiczny zapewnia wystpowanie trjpoziomowego ukadu stanw energetycznych w rubinie.

    • Emitowana dugo fali jest rwna 694,3 nm. Laser ten pracuje w trybie impulsowym.

    • Laser rubinowy by pierwszym dziaajcym typem lasera. Zosta skonstruowany przez Theodore'a Maimana w 1960.


    Laser rubinowy zasada dzia ania

    Laser rubinowy: Zasada dziaania

    • Fotony emitowane w wyniku emisji spontanicznej, ktre nie poruszaj si wzdu osi, uciekaj przez cianki boczne zanim s w stanie wywoa emisj wymuszon. Ale te fotony, ktre poruszaj si dokadnie w kierunku osi, mog by parokrotnie odbijane od kracowych zwierciade i s w stanie wielokrotnie wywoa emisj wymuszon. W ten sposb liczba fotonw gwatownie ronie, a te ktre uciekaj przez czciowo odbijajc powierzchnie czoow tworz jednokierunkow wizk o duym nateniu i cile okrelonej dugoci fali.


    Laser rubinowy budowa

    Laser rubinowy: budowa


    Laser helowo neonowy

    Laser helowo - neonowy

    • Laser helowo-neonowy (He-Ne) - laser gazowy o dziaaniu cigym. Substancj robocz wewntrz rury prniowej jest mieszanina neonu pod cinieniem parcjalnym 0,1mm Hg i helu pod cinieniem parcjalnym 1 mm Hg.

    • Laser helowo-neonowy emituje wizk wiata o dugoci fali = 632,8 nm (czerwie) lub w podczerwieni o dugoci fali 1,15 m.


    Budowa i zasada dzia ania lasera

    Budowa i zasada dziaania lasera

    • Zasadniczymi czciami lasera s: orodek czynny, rezonator optyczny, ukad pompujcy.

    • Ukad pompujcy dostarcza energi do orodka czynnego, w orodku czynnym w odpowiednich warunkach zachodzi akcja laserowa, czyli kwantowe wzmacnianie (powielanie) fotonw, a ukad optyczny umoliwia wybranie odpowiednich fotonw.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Promieniowanie lasera ma charakterystyczne waciwoci, trudne lub wrcz niemoliwe do osignicia w innych typach rde promieniowania. Jest ono spjne w czasie i przestrzeni, zazwyczaj spolaryzowane i ma posta wizki o bardzo maej rozbienoci.

    • W laserze atwo jest otrzyma promieniowanie o bardzo maej szerokoci linii emisyjnej, co jest rwnowane bardzo duej mocy w wybranym, wskim obszarze widma.

    • W laserach impulsowych mona uzyska bardzo du moc w impulsie i bardzo krtki czas trwania impulsu.


    W a ciwo ci wiat a laserowgo

    Waciwoci wiata laserowgo

    • Rozbieno wizki,

    • Spjno,

    • Moc promieniowania i gsto energii,

    • Propagacja promieniowania laserowego w rodowisku,

      Rozbieno jest to powikszanie si pola przekroju poprzecznego wizki wraz z odlegoci. Rozbieno wizki promieniowania okrela si ktem rozbienoci . Dziki maym rozbienociom wizki prawie ca energi promieniowania moemy skierowywa w okrelonym kierunku.


    Zastosowanie lasera

    Zastosowanie lasera

    • Przemys

    • Lasery znalazy zastosowanie w nowoczesnej poligrafii:

      - w nawietlarkach filmw poligraficznych

      - w nawietlarkach offsetowych form drukowych

      - w nawietlarkach zintegrowanych z maszyn drukarsk

      - w jednym z typw druku cyfrowego, tj. w technologii analogicznej do uywanych w cyfrowych kserokopiarkach

    • Znakowanie produktw

      Lasery znalazy rwnie zastosowanie przy znakowaniu produktw. Uywa si ich przy liniach produkcyjnych posiadajcych bardzo wysokiej wydajnoci (np. 70 000 prod./h) oraz gdy chcemy uzyska trway i estetyczny nadruk.

      Podstawowym zaoeniem stosowania lasera do znakowania jest jego trwao oraz nieusuwalno znaku. Aby zniszczy np. dat przydatnoci do produkcji na towarze spoywczym wykonan laserem, naleaoby zniszczy take opakowanie lub usun etykiet.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Laserowe cicie metali

    • Cicie laserowe stanowi nowoczesn metod obrbki o podobnych parametrach wymiarowych jak klasyczna obrbka mechaniczna. Podstawowa rnica tkwi w stosowanym czynniku tncym, ktry w przypadku cicia laserowego stanowi promie lasera oraz gaz techniczny o duej czystoci. W zalenoci od stosowanego urzdzenia (przede wszystkim jego mocy) cicie przeprowadza si na nastpujce sposoby:

    • - przez odparowanie;

    • - przez topnienie i wydmuchiwanie;

    • - przez wypalenie;

    • - poprzez generowanie pkni termicznych;

    • - poprzez zarysowanie;

    • - przez tzw. zimne cicie.

    • Laserowe spawanie metali

    • Spawanie laserowe polega na czeniu detali przez stopienie obszarw ich styku przy pomocy skoncentrowanej wizki lasera. Dua gsto mocy wizki laserowej gwarantuje, e energia spawania jest na poziomie minimalnym potrzebnym do stopienia zcza. Strefy wpywu ciepa i stopienia s bardzo wskie


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Laserowe drenie

      Za pomoc lasera mona dry bardzo mae otwory w bardzo twardych materiaach np. w diamencie, a take w bardzo kruchych np. w ceramice. Otwory s wykonywane z du prdkoci i maj powtarzalny ksztat. Wizka laserowa topi metal, tworzy si jeziorko pynnego metalu, a strumie gazu czciowo spala i usuwa stopiony metal z obszaru oddziaywania wizki laserowej. Materia musi by usuwany na t sam stron, z ktrej dziaa gaz.

    • Laserowa obrbka cieplna metali

      Waciwoci wizki laserowej mona wykorzysta do cieplnej obrbki powierzchniowej metali. Wizk mona skupi na maej powierzchni, dziki czemu t metod da si obrabia cieplnie okrelone fragmenty powierzchni.

      Za pomoc wizki laserowej mona zastpi klasyczne metody obrbki cieplnej lub stopowa powierzchnie metali innymi pierwiastkami dziki czemu nastpuje zmiana skadu i waciwoci warstwy wierzchniej.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    2. Technologia wojskowa

    Dalmierze laserowe, stosowane do oceny odlegoci od celu, wchodz w skad systemw kierowania ogniem lub systemw rozpoznawczych czogw i niektrych innych pojazdw bojowych, samolotw i migowcw, mog by take przenone.

    W systemach naprowadzajcych cel jest owietlany wizk laserow, promieniowanie odbite jest emitowane praktycznie we wszystkich kierunkach (z uwagi na rozpraszanie wizki na powierzchni). Pocisk rakietowy, artyleryjski lub bomba kierowana, wyposaony w czujnik laserowy, okrela rdo odbitej wizki, i za pomoc ukadw elektronicznych naprowadza si na podwietlony cel.

    Podobne zastosowanie ma laserowy wskanik celu, lecz w tym przypadku laser wskazuje cel, a operator broni (strzelec) samodzielnie naprowadza promie lasera na cel.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    3. Medycyna

    Lasery s wykorzystywane w medycynie do takich celw jak:

    • diagnostyka (lasery diagnostyczne);

    • terapia schorze (lasery stymulacyjne i chirurgiczne);

    • owietlanie pola operacji.

      Lasera uywa si w medycynie przede wszystkim do "twardej" obrbki tkanek:

    • cicia,

    • koagulacji,

    • odparowania (fotoablacji oraz ablacji stymulowanej plazm),

    • obrbki mechanicznej (rozrywania, fragmentacji czy kawitacji).

      Lasery w okulistyce wykorzystywane s m.in. do przyklejenia siatkwki do dna

      oka, ktra moe si odklei na skutek np. uderzenia w ty gowy.

      W dermatologii laserw uywa si do usuwania niektrych nowotworw i naczyniakw powstaych np. po odmroeniach. Wizk mona zniszczy chore komrki nie naruszajc zdrowych. Skalpel laserowy pomocny jest przy leczeniu oparze. Przy jego pomocy mona zdejmowa naskrek lub warstw spalonej skry i odsoni zdrow aby moga si zagoi. Laser pomocny jest te przy usuwaniu tatuay i wosw, rozjanianiu skry, przywracaniu jej gadkoci i sprystoci.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    4. Telekomunikacja

    • Nadajniki laserowe przy transmisji wiatowodowej,

    • Odczyt i zapis informacji na pytach kompaktowych.

      5. Efekty wizualne

      Lasery s wykorzystywane do tworzenia efektw wizualnych np. w spektaklach teatralnych, reklamach, koncertach i dyskotekach.

      Tanie lasery diodowe s wykorzystywane jako wskaniki podczas prezentacji dydaktycznych, konferencyjnych, reklamowych itp.

      6. Geodezja, budownictwo

      Prostoliniowy bieg wizki lasera wykorzystywany jest w pomiarach geodezyjnych(dalmierze), a take w budownictwie(poziomnice laserowe, generatory linii).


    Rodzaje sp jno ci wiat a laserowego

    Rodzaje spjnoci wiata laserowego

    • Spjno czasowa - spjno (korelacja fazowa) wizek wiata wychodzcych z danego punktu rda w rnych momentach czasu.

    • Spjno przestrzenna - spjno drga wywoanych przez fal w rnych punktach powierzchni falowej.


    Do wiadczenia

    Dowiadczenia


    Do wiadczenie nr 1 wyznaczenie d ugo ci wiat a laserowego za pomoc siatki dyfrakcyjnej

    DOWIADCZENIE nr 1: WYZNACZENIE DUGOCI WIATA LASEROWEGO ZA POMOC SIATKI DYFRAKCYJNEJ

    • 1. Przyrzdy:

    • laser He-Ne

    • linijka

    • siatka dyfrakcyjna L200


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    2. Cz teoretyczna do dowiadczenia

    Wyprowadzenie wzoru do oblicze:

    oraz

    wic:

    - dugo wiata czerwonego

    a - odlego midzy rzdami prkw jasnych

    d staa siatki dyfrakcyjnej

    l odlego siatki dyfrakcyjnej od ekranu

    n numer prka jasnego


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    3. Wyniki pomiarw i obliczenia.

    4. Obliczenia niepewnoci pomiarowej.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Dla I rzdu prka jasnego

    • Dla II rzdu prka jasnego

    • Dla III rzdu prka jasnego

    5. Wniosek z dowiadczenia

    Na podstawie oblicze dugoci wiata czerwonego lasera

    helowo - neonowego i niepewnoci pomiarowych mona stwierdzi, e

    dugo wiata dla tego lasera jest staa i wynosi 633nm.


    Do wiadczenie nr 2 wyznaczenie odleg o ci mi dzy cie kami zapisu na p ycie cd

    Dowiadczenie nr 2: Wyznaczenie odlegoci midzy ciekami zapisu na pycie CD

    1. Przyrzdy:

    • Laser helowo neonowy,

    • Linijka,

    • Ekran,

    • Pyta CD.

      2. Cz teoretyczna do dowiadczenia


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    Wyprowadzenie wzoru do oblicze:

    oraz

    wic:

    W dowiadczeniu ustawiono pyt, laser i ekran w jednej linii.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    3. Wyniki pomiarw i obliczenia oraz obliczenia niepewnoci pomiarowych.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    Obliczenia niepewnoci pomiarowych

    dla l=0,5m

    b%dr=76%

    dla l=0,5m

    b%dr=31%


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    Obliczenia niepewnoci pomiarowych

    dla l=1,5m

    b%dr=72%

    dla l=0,5m

    b%dr=30%


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • 4. Wnioski z dowiadczenia.

    • Obliczone wartoci w dowiadczeniu w porwnaniu z wielkoci tablicow stwierdzamy, e odlego miedzy ciekami zapisu na pycie CD wynosi 1600nm.

    • Porwnujc otrzymane wyniki w dowiadczeniu z tablicow odlegoci pomidzy ciekami zapisu dla pyty CD stwierdzamy, e niepewnoci pomiarowe otrzymalimy stosunkowo due. Przyczyn jest due rozmycie prkw interferencyjnych, zwaszcza dla odlegoci 1,5m.

    • Pomiary wykonywalimy wielokrotnie w zaciemnionym pomieszczeniu po lewej i prawej stronie wzgldem prka zerowego. Do oblicze wzilimy wartoci rednie arytmetyczne.


    Do wiadczenie nr 3 do wiadczenie obserwacyjne zjawiska fotoelektrycznego zewn trznego

    Dowiadczenie nr 3: Dowiadczenie obserwacyjne zjawiska fotoelektrycznego zewntrznego

    1. Przyrzdy:

    • lampa kwarcowa,

    • elektroskop,

    • pytka cynkowa,

    • laseczka ebonitowa i szklana do elektryzowania.

      2. Przebieg dowiadczenia:

    • pytk cynkow mocujemy w elektroskopie,

    • pytk cynkow elektryzujemy laseczk szklan,

    • nawietlamy j wiatem z lampy kwarcowej,

    • nastpnie elektryzujemy pyt cynkow, obojtn elektrycznie, laseczk ebonitow i ponownie nawietlamy wiatem z lampy kwarcowej,

    • obserwujemy pooenie listkw elektroskopu.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    3. Obserwacje z dowiadczenia:

    • Podczas nawietlania pytki naelektryzowanej dodatnio, listki elektroskopu nie zmieniy swojego pooenia,

    • Podczas nawietlania pytki cynkowej naelektryzowanej ujemnie, listki elektroskopu opady, co wiadczy, e elektroskop rozadowa si elektrycznie.

      4. Wniosek z dowiadczenia:

      Podczas nawietlania pytki cynkowej, wczeniej naelektryzowanej ujemnie, wiatem z lampy kwarcowej, elektroskop si rozadowa. Byo to spowodowane tym, e wiato z lampy kwarcowej wybio z pytki elektrony.

      5. Podsumowanie

      Wyjanienie zjawiska na gruncie kwantowej teorii wiata:

    • wiato jest strumieniem biegncych malekich czstek fotonw,

    • Foton padajc na fotokatod(pytk metalow), dostarcza energii (foton straci ca swoj energi i przestaje istnie). Cz tej energii(nazywan prac wyjcia W), zostaje zuyta na wybicie elektronu z fotokatody. Pozostaa cz stanowi energi kinetyczn elektronu, wylatujcego z fotokatody. Zjawisko to zachodzi, gdy .


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    Rysunek obrazujcy zjawisko fotoelektryczne zewntrzne

    • Objanienia wielkoci fizycznych:

      • Ef -Energia fotonu

      • W -Praca wyjcia elektronu z powierzchni metalu

      • Ek -Energia kinetyczna fotoelektronw

      • c -Prdko wiata w prni

      • h -Staa Plancka

      • -Dugo fali elektromagnetycznej

      • m -Masa elektronu

      • v -Prdko fotoelektronu


    Zadania

    Zadania


    Zadanie nr 1

    Zadanie nr 1

    • Ile wynosi stosunek dugoci fali, odpowiadajcym granicom serii Paschena(n1=3) i Balmera(n2=2)?

    • Dane:

    • n1=3

    • n2=2

    Szukane:

    Rozwizanie:

    Wzory:


    Zadanie nr 2

    Zadanie nr 2

    • Korzystajc z teorii Bohra, oblicz promie pierwszej orbity elektronu w atomie wodoru.

    • Dane :

    • Szukane :

    • r = ? dla n = 1

    Wzory:

    -


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    Rozwizanie:

    m


    Zadanie nr 3

    Zadanie nr 3

    • Wiedzc, e wyjcia elektronu dla cezu W=1,8 eV, oblicz maksymaln prdko wybitych elektronw przy owietleniu pytki cezowej monochromomatycznym wiatem o dugoci fali =560 nm.

    Dane:

    Szukane:

    Wzory:


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    Rozwizanie:


    Zadanie nr 4

    Zadanie nr 4


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Po owietleniu siatki dyfrakcyjnej laserem rubinowym zaobserwowano na ekranie jasne i ciemne prki. Na rysunku (bez zachowania skali odlegoci) zaznaczono jasne prki.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • a ) zapisz nazwy dwch zjawisk, ktre spowodoway powstanie prkw na ekranie

    • b) na przedstawionym powyej rysunku zaznacz przyblione pooenia jasnych prkw dla lasera helowo neonowego. Odpowied uzasadnij zapisujc odpowiednie zalenoci

    • c) wyka, zapisujc odpowiednie zalenoci, e warto pdu pojedynczego fotonu emitowanego przez laser helowo-neonowy jest wiksza od wartoci pdu fotonu emitowanego przez laser rubinowy


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    • Rozwizania:

    • a) Zjawiska ktre spowodoway powstanie prkw na ekranie, to :

    • zjawisko dyfrakcji

    • zjawisko interferencji

    • b)

    • c)

    >


    Zadanie nr 5

    Zadanie nr 5

    Laser o mocy 0,1W emituje w prni monochromatyczn wizek wiata o dugoci fali 633nm i koowym przekroju:

    • Oszacuj liczb fotonw zawartych w elemencie wizki wiata o dugoci 1m.

    • Oblicz warto siy, jak wywierayby ta wizka wiata laserowego padajca w prni prostopadle na wypolerowan metalow pytk. Do oblicze przyjmij, e w cigu 1s na powierzchni pytki pada fotonw. Za, e pytka odbija w caoci padajce na ni promieniowanie.

    • Oblicz najwyszy rzd widma jaki mona zaobserwowa po skierowaniu tej wizki prostopadle na siatk dyfrakcyjn posiadajc 400rys/mm.


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    a)

    Wzory i rozwizanie:


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    b)

    Wzory i rozwizanie:


    Dane informacyjne do uzupe nienia

    c)

    Wzory i rozwizanie:


    Podsumowanie

    podsumowanie

    • Laser pomimo swojego szerokiego zastosowania w technice, ktre suy ludziom, niesie ze sob rnego rodzaju zagroenia.

    • Naley pamita:

    • nigdy nie wolno patrze bezporednio na wizk laserow, moe ona uszkodzi oczy, a nawet spowodowa lepot.

    • laser moe rozmaicie oddziaywa na skr, w zalenoci od rodzaju promieniowania emitowanego przez dany rodzaj lasera i czasu jego dziaania. Najciszym powikaniem jest oparzenie i gbokie zniszczenie skry.

    • Duym zagroeniem, dla istnienia ludzkoci jest bro laserowa, ktra ju od duszego czasu jest stosowana w praktyce.


    Dzi kujemy

    Dzikujemy


  • Login