|
وبلاگ گروه پروفسور حسابي انجمن علمي هدف دانشگاه آزاد اسلامي واحد بناب رشته فيزيك
|
|
|
|
||||
|
1001uses for laser Imagine a narrow, one-way, coherent, moving, amplified beam of light, fired by excited atoms, powerful enough to slice through steel, carry television transmissions and detect 40 year old fingerprints. In 1917, Einstein speculated that under certain conditions atoms could absorb light and be stimulated to shed their borrowed energy. Charles Townes conceived of the laser (light amplification by stimulated radiation) in 1951. In 1960, Theodore Maiman invested the glare of a flash lamp in a rod of synthetic ruby, creating the first human-made laser. The laser involves exciting atoms and passing them through a medium such as crystal, gas, or liquid. As the cascade of photon energy sweeps through the medium, bouncing off mirrors, it is reflected back and forth, gains energy, and emerges as a high wattage beam of light. Little did the inventors realize how the laser would come to affect nearly every product, service, and profession. Lasers are used by professions as diverse as agronomy and photography to manufacturing and meteorology. However, some of the most revolutionary advancements in laser technology have been through their use in medicine. Lasers can currently be found in the fields of dermatology, gynecology, cardiology, ontolaryncology, urology, dentistry, back care, oncology, and opthalmology. As a surgical tool the laser is capable of three functions. When focused on a point it can cut deeply, cauterizing as it cuts, reducing the surgical trauma caused by a knife. It can scan tissue, vaporizing the surface which it scans. Or, through optical fibers, it can permit a surgeon to see inside the body. Skin Deep Laser's earliest medical applications were in the field of dermatology. Impressively, in the treatment of skin problems, the laser causes little discomfort, carries no risk of infection, and produces no scarring. In 1986, the FDA approved dye lasers for use in the treatment of birthmarks. Firing a laser at a port-wine stain causes the dense network of blood vessels to close&emdash;photocoagulation&emdash;thereby reducing redness. Dramatic results have been seen in the treatment of infants. In addition, lasers effectively bleach the dyes in unwanted tatoos, fade the pigments in age spots and moles, can reduce wrinkles, and help heal skin ulcer wounds. Dermatologists feel lasers may eventually be valuable in the treatment of varicose veins and skin cancer. For Women Only Lasers have also been used extensively in the field of gynecology. Again, the laser is faster, less invasive, reduces infection risks, and allows for a quicker recovery. Lasers have been used to treat ectopic pregnancies, dysmenorrhea, ovarian cysts, and endometriosis by vaporizing diseased or excess tissue. Lasers have also been used to perform hysterectomies, and to reconstruct damaged or blocked Fallopian tubes, allowing infertile women to conceive. Additionally, lasers have aided in the screening and early detection of cervical cancer, which is nearly always curable in its early stages. Fluorescent-dyed tissue samples, when struck by laser light reveals quantities of normal and abnormal cells, leading specialists to diagnose cancer's presence and stage. Have a Heart In the field of cardiology, lasers have not perfomed as well as hoped. Lasers were hailed as an alternative to angioplasty. Doctors hoped that lasers could be threaded into arteries with a catheter to blast away calcium plaque build-up. In fact, some patients were operated on successfully. However, the procedure risks creating dangerous blood clots or puncturing an artery. Furthermore, catheters proved too stiff to pass through the body's convoluted blood vessels. Further research may still find the laser valuable in heart surgery. Ear, Nose and Throat Ontolaryncology has seen several practical advantages to the laser rather than a scalpel. In larynx surgery, any damage to the voice box can severely impair speech. The laser is able to vaporize lesions without additional damage to the larynx. Lasers have also been successful in treating snoring by trimming away part of a persons' uvula. Lasers have restored some people's hearing by effectively vaporizing defective, hardened or locked stape bones in the ear. And lasers have a 90% success rate in treating chronic rhinitis&emdash;persistent congestion and running nose. Applied to the surface of the swelled tissues in the nose, the laser creates scar tissue that acts to prevent future swelling. Lasers have also been used to remove nasal polyps and tumors, and to treat chronic nosebleeds by sealing off blood vessels. For Men Only While the laser has not gained widespread acceptance in urology, it appears that they soon will. Lasers have been used for years to treat early-stage bladder cancer. Advancements have also been in using lasers to treat enlargement of the prostate. A Nd-YAG laser is used to remove tissue. Over 100,000 laser prostate operations are done each year. Within five years, over 60% of the prostate surgery will be done using lasers. Doctors feel that lasers may also be valuable in reversing vasectomies by welding the gap that is cut during a vasectomy. Open Your Mouth While not widely used, lasers may make visits to the dentist more pleasant for patients. Experimental uses hold hope for the future. Lasers have been used to clean out root canals, in surgery for TMJ jaw disease, in the vaporizing of plaque and the cleaning of teeth, in melting dental filling material, and in 3-dimensional imaging to record minute changes by orthodontists checking for misaligned teeth or the effects of braces upon teeth. My Aching Back Patients suffering from herniated disks, and unable to recover using physical therapy, can now be treated with lasers. Over 500,000 Americans undergo back surgery each year. Lasers can be used to vaporize tissue in a disk, creating a vacuum. This causes the disk to shrink away from the pressed nerve, relieving pain. Such surgery eliminates the need for cutting, scarring, hospitalization, postoperative instability, immobility, and the need for general anesthesia. The cost is only $6,000&emdash;one third of traditional disk surgery. Cancer Fighter In addition to the laser's use in detecting cervical cancer, lasers have been used as probes, aiding in the imaging and detection of tumors. A new laser probe allows surgeons to see layers of tissue beneath and around the scalpel without having to make a wide, destructive incision. By inserting the probe into an incision as small as 3 mm, surgeons are able to see instant pictures of a patient's anatomy as the surgeon is operating, resulting in direct, immediate evidence of his or her progress in vaporizing a tumor. Lasers also hold a promising role in the treatment of certain types of cancer. In experiments, HPD (hematoporhyrin derivative), a laser sensitive dye, is injected into the body and absorbed by all the body's cells. The HPD remains in malignant cells. Activated by a laser, the HPD can be used to dissolve the malignant cells, eliminating the need for radiation treatment and chemotherapy. The Eyes Have It No field has seen greater accomplishments with lasers as opthalmology. The advantage in this field is that the laser beam can enter the eye without injuring it. Lasers have been successfully used for photocoagulation to seal leaking blood vessels, repair retinal hemorrhages, or weld detached retinas. Through iridectomy, lasers can relieve the fluid build up of glaucoma. In photodisruption, lasers remove tissue, allowing the insertion of an artificial lens behind the iris. With photoradiation and photovaporization, the laser is used as a bloodless scalpel to destroy eye tumors. In cases of diabetic retinopathy (degeneration of the retina), lasers have prevented blindness by destroying excess blood vessels on the retina's surface. Lasers can also correct scars and remove calcium deposits on the eye. Just last year, the FDA approved the use of Summit Technology's blue-light, diode excimer laser for the treatment of nearsightedness, which affects over 60 million Americans. During the 20 minute bloodless procedure, a cold laser is fired at the cornea, shaving and reshaping it to provide 20:40 vision. Called photorefractive keratectomy (PRK), the procedure has been done on over 250,000 patients so far and will soon be commercially available for $1,500 per eye. Doctors hope that PRK may lead to similar procedures to replace corneal transplant surgery, and to correct astigmatism and congenital farsightedness. These procedures represent just the beginning. Ongoing research shows additional medical uses for the laser, including laser accupuncture, laser induced fluorescence to detect chemicals in blood, endoscopic gastrointestinal treatment, the treatment of the affected limbs of cerebral palsy patients, and a cold laser that reduces the swelling and onset of carpal tunnel. Lasers have come a long way since their creation in the 1960s. They are a prime example of how the movement of an idea can truly change the world. While they are not a medical cure-all, there have been major medical advancements because of them. Hurdles remain. Many procedures await FDA approval. Some doctors are reluctant to use new, unfamiliar tools. And, the equipment cost remains high. For many patients, however, lasers are a promising tool that offers much hope. According to a Liquid Vision developer, "Laser advancements in the 1990's will rival computer advancements of the 1980's."
+
نوشته شده در چهارشنبه هشتم خرداد 1387ساعت 21:26 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
|||||||||||||
+
نوشته شده در پنجشنبه نوزدهم اردیبهشت 1387ساعت 20:25 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
||||||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
||||
OpticsOptics (ὀπτική appearance or look in Ancient Greek) is the science that describes the behavior and properties of light and the interaction of light with matter. Optics explains optical phenomena. The field of optics usually describes the behavior of visible, infrared, and ultraviolet light; however because light is an electromagnetic wave, similar phenomena occur in X-rays, microwaves, radio waves, and other forms of electromagnetic radiation and analogous phenomena occur with charged particle beams. Optics can largely be regarded as a sub-field of electromagnetism. Some optical phenomena depend on the quantum nature of light relating some areas of optics to quantum mechanics. In practice, the vast majority of optical phenomena can be accounted for using the electromagnetic description of light, as described by Maxwell's Equations. The field of optics has its own identity, societies, and conferences. The pure science aspects of the field are often called optical science or optical physics. Applied optical sciences are often called optical engineering. Applications of optical engineering related specifically to illumination systems are called illumination engineering. Each of these disciplines tends to be quite different in its applications, technical skills, focus, and professional affiliations. More recent innovations in optical engineering are often categorized as photonics or optoelectronics. The boundaries between these fields and "optics" are often unclear, and the terms are used differently in different parts of the world and in different areas of industry. Because of the wide application of the science of "light" to real-world applications, the areas of optical science and optical engineering tend to be very cross-disciplinary. Optical science is a part of many related disciplines including electrical engineering, physics, psychology, medicine (particularly ophthalmology and optometry), and others. Additionally, the most complete description of optical behavior, as known to physics, is unnecessarily complicated for most problems, so particular simplified models are used. These limited models adequately describe subsets of optical phenomena while ignoring behavior irrelevant and/or undetectable to the system of interest.
Classical opticsBefore quantum optics became important, optics consisted mainly of the application of classical electromagnetism and its high frequency approximations to light. Classical optics divides into two main branches: geometric optics and physical optics. Geometric optics, or ray optics, describes light propagation in terms of "rays". Rays are bent at the interface between two dissimilar media, and may be curved in a medium in which the refractive index is a function of position. The "ray" in geometric optics is an abstract object which is perpendicular to the wavefronts of the actual optical waves. Geometric optics provides rules for propagating these rays through an optical system, which indicates how the actual wavefront will propagate. Note that this is a significant simplification of optics, and fails to account for many important optical effects such as diffraction and polarization. Geometric optics is often simplified even further by making the paraxial approximation, or "small angle approximation." The mathematical behavior then becomes linear, allowing optical components and systems to be described by simple matrices. This leads to the techniques of Gaussian optics and paraxial raytracing, which are used to find first-order properties of optical systems, such as approximate image and object positions and magnifications. Gaussian beam propagation is an expansion of paraxial optics that provides a more accurate model of coherent radiation like laser beams. While still using the paraxial approximation, this technique partially accounts for diffraction, allowing accurate calculations of the rate at which a laser beam expands with distance, and the minimum size to which the beam can be focused. Gaussian beam propagation thus bridges the gap between geometric and physical optics. Physical optics or wave optics builds on Huygen's principle and models the propagation of complex wavefronts through optical systems, including both the amplitude and the phase of the wave. This technique, which is usually applied numerically on a computer, can account for diffraction, interference, and polarization effects, as well as aberrations and other complex effects. Approximations are still generally used, however, so this is not a full electromagnetic wave theory model of the propagation of light. Such a full model would (at present) be too computationally demanding to be useful for most problems, although some small-scale problems can be analyzed using complete wave models. Topics related to classical optics
Modern opticsModern optics encompasses the areas of optical science and engineering that became popular in the 20th century. These areas of optical science typically relate to the electromagnetic or quantum properties of light but do include other topics. Topics related to modern opticsOther optical fieldsEveryday opticsOptics is part of everyday life. Rainbows and mirages are examples of optical phenomena. Many people benefit from eyeglasses or contact lenses, and optics are used in many consumer goods including cameras. Superimposition of periodic structures, for example transparent tissues with a grid structure, produces shapes known as moiré patterns.
+
نوشته شده در جمعه سی ام فروردین 1387ساعت 15:50 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
برای دیگر کاربردها به صفحهٔ نور (ابهامزدایی) مراجعه کنید. نور دارای تعریف دقیقی نیست، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام میکنند که تمام پدیدههای نوری را توجیه میکنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور بحث میکند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح میدهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که الکترودینامیک کوانتومی نام دارد،شکل میگیرد. چون نظریههای الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیدههای مربوط به تابش بسیاری از پدیدههای دیگر را نیز تشریح میکنند منصفانه میتوان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. سرشت نور کاملاً شناخته شدهاست اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست.
گستره طول موجی نورنور گستره طول موجی وسیعی دارد . ناحیه نور مرئی از حدود ۴۰۰ نانومتر (آبی) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز) است که در وسط آن طول موج ۵۵۵ نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر میگیرد و تا فروسرخ دور گسترش مییابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیطهای مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابستهاست. بهوسیله کاواک جسم سیاه میتوان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موجهای مختلف مشاهده شده امّا مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موج هاست. تک طول موجها آن را بهوسیله لامپهای تخلیه الکتریکی که معرف طیفهای اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده میتوان تولید کرد. ماهیتهای متفاوت نورماهیت ذرهایایزاک نیوتن در کتاب خود در رسالهای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر میشوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر میرسد در امتداد خط مستقیم منتشر میشوند که این امر را قانون مینامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است. ماهیت موجیهمزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (۱۶۹۵-۱۶۲۹)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمههای نوری به تمام جهات پخش میشود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه میشوند پدیدههای تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایههای نازک و یا پراش نور در اطراف مانع. ماهیت الکترومغناطیسبیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (۱۸۷۹-۱۸۳۱) است که ما امروزه میدانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف میشود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما میباشد. ماهیت کوانتومی نورطبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسستهای به نام «فوتون» انجام میگیرد.
نظریه مکملینظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته میشود که نور خاصیت دو گانهای دارد بر خی از پدیدهها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان میدهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذرهای نور قابل توضیح هستند. پرتوهای دیگر
فروسرخ:پرتو فروسرخ یا مادون قرمز تابشی است الکترومغناطیسی با طول موجی طولانی تر از نور مرئی اما کوتاهتر از تابش ریزموج. از آنجا که سرخ، رنگ نور مرئی با درازترین طول موج را تشکیل میدهد به این پرتو، فروسرخ یعنی پایین تر از سرخ میگویند.تابش فروسرخ طول موجی میان ۷۰۰ nm و ۱ mm دارد. گاما:با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی است، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمیگردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمیدهند. معمولاً اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هستههای اتمهای ماده جذب کننده احساس میکند. در این برهمکنشها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید میگردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظهای تغییر مییابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش مییابد.فروپاشی گاما در فروپاشی گاما، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایینتر یا حالت پایه آن میرود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر میگردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است: AZX*-------->AZX + γ که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست. حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما، فقط زمانی به عنوان ایزومر هستهای در نظر گرفته میشود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازهای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف میگردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونهها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار میرود. حالتهای فروپاشی گاما نشر اشعه گامای خالص: در این حالت فروپاشی گاما، اشعه گامای منتشر شده بهوسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولاً از ۲ کیلو الکترون ولت تا ۷ میلیون الکترون ولت است، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه است، ولی این انرژی معمولاً نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و میتوان از آن صرفنظر کرد.
با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی میشود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.
انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و ۱٫۰۲ میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.
+
نوشته شده در جمعه سی ام فروردین 1387ساعت 15:33 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
لیزراز ویکیپدیا، دانشنامهٔ آزاد.واژه لیزر از راس کلمههای انگلیسی در عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است. لیزر به وسیلهای گفته میشود که نور را به صورت پرتوهای موازی بسیار باریکی که طول موج مشخصی دارند ساطع میکنند. این دستگاه از مادهای جمع کننده یا فعال کنده نور تشکیل شده که درون محفظه تشدید نور قرار دارد. این ماده پرتو نور را که به وسیله یک منبع انرزی بیرونی (از نوع الکتریسیته یا نور) به وجود آمده، تقویت میکند. مبانی نظری لیزر را آلبرت ایشتین در سال ۱۹۱۶ میلادی طی مقالهای مطرح کرد٫ ولی سالهای نسبتاً زیادی طول کشید تا صنعث و فناوری امکان ساخت اولین لیزر را فراهم کند. در سال ۱۹۵۳ چارلز تاونز میزر (تقویتکننده موج میکروویو) را اختراع کرد و میخواست آزمایشات خود زا حول جایگزینی نور مرئی به جای مادون قرمز ادامه دهد و همزمان این امر بین آزمایشگاههای مختلف در سراسر جهان به عنوان رقابتی جدی در نظر گرفته شد که عبارت لیزر در همان زمان در مقالهای از گوردون هولد، دانشجوی دکترای دانشگاه کلمبیا، پیشنهاد شد و در سال ۱۹۶۰ اولین لیزر (که با موفقیت کار کرد) توسط تئودور میمن (Theodore H. Maiman) ساخته شد. و اولین لیزر گازی(با استفاده از هلیوم و نئون) هم توسط علی جوان فیزیکدان ایرانی در همان ۱۹۶۰ ساخته شد. نخستین بار طرح اولیه لیزر (میزر) توسط انیشتن داده شد،کار لیزر به این گونهاست که با تابش یک فوترون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون)برانگیخته یک فوترون دیگر نیز آزاد میشود که این دو فوترون با هم همفرکانس میباشند در صورت ادامه این روند تعداد نوترونها افزایش مییابند که میتوانند باریکهای از فوتونها را به وجود بیاورند.
لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر ، آنرا از نورهای ایجاد شده از سایر منابع متمایز میسازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر ، به خواص مشخصه آن پی برده شد. و ما بصورتی گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر میپردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده ، در علوم مختلف بخصوص صنعت و پزشکی و ... ایجاد کرده است. به جرأت میتوان گفت پیشرفت علوم بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست. شاید مهترین بخش فیزیک اتمی بحث مربوط به فیزیک لیزر باشد. می دانید که با دادن انرژی به الکترونهای یک اتم می توان آنها را به مدارهای بالاتری برد. (حتماً با این تصویر کلاسیک که الکترون ها مدارهایی با انرژی مشخصی به دور هسته وجود دارند، آشنایید.) اما این خانه جدید برای الکترونها خیلی وضعیت پایداری ندارد و الکترونها ترجیح می دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خودشان برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می شود. یعنی یک واحد انرژی ... اما می دانید که نور از همین فوتونها ساخته می شود. پس اگر با تعداد زیادی از اتمها به طور هم زمان این کار را انجام دهیم، می توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم. علاوه بر اینکه با روشهایی و دقت هایی می توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. زیاد نمی خواهیم راجع به لیزر و ویژگیهای آن توضیح دهیم اما همین مهم است که بدانیم که این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. کلمه لیزر که انگلیسی آن "LASER" است مخفف عبارت:" شدت بخشی نور با استفاده از انتشار تحریک شده تابش است. (Light Amplification by the stimulated Emission of Rodiation) آنچه كه سبب مي شود پرتو ليزر از نورهاي ديگر متمايز شود در حقيقت ويژگيهاي منحصر بفرد آن است كه در هيچ منبع نوري ديگر يافت نمي شود. چهار ويژگي عمده ليزر عبارتاند از
ریشه لغویLaser کلمه لیزر از حروف ابتدای عبارت «تقویت نور بهوسیله گسیل القایی تابش» (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) در لاتین ساخته شدهاست که معمولاً در طول موجهای مادون قرمز نزدیک، مرئی و ماورای بنفش طیف الکترومغناطیس میباشد. به گسیلهای لیزر گونه طول موجهای بلندتر ناحیه میکروویو «میزر» گفته میشود. لیزر اصولاً به منبع نور همدوس و تکرنگ گفته میشود. تاریخچهمیمن برای نخستین بار لیزر یاقوت را در سال ۱۹۵۹ ساخت.پس از دو سال آقای ایمان اخوان، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم- نئون را ساخت. از حدود سال ۱۹۶۶ لیزر نیم رسانا در مخابرات نوری در ژاپن و آمریکا مورد توجه قرار گرفت و نسبت به امکان مد گردانی مستقیم آن تا فرکانسهای فوقالعاده زیاد شناخت حاصل شدهاست. پیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سیستم با جمعیت معکوس برای تقویت امواج میکروویو بطور مستقل بهوسیله وبر، جوردون، زیگر، باسو، تانز و پروخورو داده شد. اولین استفاده عملی از چنین تقویت کنندههایی توسط گروه جوردون، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد.این گروه نام میزر را که از ابتدای حروف تشکیل شده بود برای آن برگزیدند: «Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation» اولین میزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکولهای آمونیاک ساخته شد. در سال ۱۹۵۸ اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقالهای توسط اسکاولو و تاونز داده شد. در سال ۱۹۶۰ یعنی کمتر از دو سال دیگر، میلمن موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد. این لیزر کار که لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال ۱۹۶۱ توسط علی جوان ایرانی ساخته شد. در سال ۱۹۶۲ نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه هادی مطرح گردید. سیر تحول و رشدبا پیشرفت روزافزون مکانیک کوانتومی و جنبههای ذرهای نور و تولید آینههایی با توان بالا دانشمندان لیزرهایی را با توان خروجی بهتر(لیزرهای توان بالا) و همدوسی بالاتر ساخته شدند. اختراع لیزر به سال ۱۹۵۸ با نشر مقالات علمی در رابطه با میزر اشعه مادون قرمز و نوری بر میگردد. نشر مقالات مذکور سبب افزایش تحقیقات علمی توسط دانشمندان در سر تا سر جهان گردید. در بخش ارتباطات نیز کارشناسان توانایی لیزر را که جایگزین ارسال یا مخابره الکتریکی شود، تأیید نمودند. اما اینکه چگونه پالسها را مخابره نمایند، مشکلات زیادی را بوجود آورد. در سال ۱۹۶۰ دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از لیزر استفاده کردند. لیزر، نور خیلی زیادی را تولید نمود که بیش از میلیونها بار روشنتر از نور خورشید بود. متأسفانه پرتو لیزر میتواند خیلی تحت تأثیر شرایط جوی مثل بارندگی، مه، ابرهای کم ارتفاع، چیزهای موجود در آزمایشهای مربوط به هوا از قبیل پرندگان قرار گیرد. دانشمندان نیز طرحهای جدیدی را جهت حمایت نور از برخورد با موانع را پیشنهاد نمودند. قبل از اینکه لیزر بتواند سیگنالهای تلفن را ارسال دارد. اختراع مهم دیگر موجبر فیبر نوری بود که شرکتهای مخابراتی برای ارسال صدا، اطلاعات و تصویر از آن استفاده میکنند. امروزه ارتباطات الکترونیکی بر پایه فوتونها استوار میباشد. تکنولوژی تسهیم طول موج یا رنگهای مختلف نوری برای ارسال تریلیون بیت فیبر نوری استفاده میکند. بعد از اینکه لیزر دی اکسید کربن در سال ۱۹۶۴ اختراع شد کاربرد لیزر در زمینههای پزشکی خیلی توسعه یافت و برای جراحان این امکان را فراهم نمود تا بجای استفاده از چاقوهای جراحی از فوتون استفاده نمایند. امروزه لیزر میتواند وارد بدن گردد، اعمال جراحی را انجام دهد، در صنایع و در کارهای ساختمانی، در وسایل نظامی و غیره کاربردهای فراوان آنرا میتوان مشاهده نمود. عناصر اساسی لیزرابزار لیزریک نوسانگر اپتیکی است که باریکهٔ بسیار موازی شدهٔ شدیدی از تابش همدوس را گسیل میکند.این ابزار اساسا از ۳ عنصر ساخته شدهاست: چشمهٔ انرژی خارجی یا دمنده، محیط تقویت کننده، و کاواک اپتیکی یا تشدیدگر. دمندهدمنده یک چشمهٔ انرژی خارجی است که وارونی جمعیت را در محیط لیزری به وجود میآورد. تقویت موج نور یا میدان تابش فوتون تنها در یک محیط لیزری که در آن وارونی جمعیت بین دو تراز انرژی وجود داشته باشد روی میدهد.(برای اینکه لیزر کار کند لازم است تعداد اتمهای N2 در تراز انرژی E2 از تعداد اتمهای N1 در تراز انرژی E1 بزرگتر باشد.این وضعیت را وارونی جمعیت مینامند.) وارونی جمعیت و گسیل القائی با هم در محیط لیزری کار میکنند و باعث تقویت نور میشوند. در غیر این وضعیت موج نور عبور کننده از محیط لیزری تضعیف خواهد شد. دمندهها میتوانند از نوع اپتیکی، الکتریکی، شیمیایی یا گرمایی باشند به شرط این که انرژی لازمی را فراهم کنند که بتواند با محیط لیزری برای برانگیختن اتمها و ایجاد وارونی جمعیت لازم همراه شود. در لیزرهای گازی مانند He-Ne، دمندهای که از همه بیشتر به کار میرود از نوع تخلیهٔ الکتریکی است. عوامل مهم حاکم بر این نوع دمش مقطعهای برانگیزش الکترونی و طول عمرهای ترازهای انرژی مختلف هستند. در بعضی از لیزرهای گازی، الکترونهای آزادی که در فرایند تخلیه تولید شدهاند با اتمها، یونها یا مولکولهای لیزر مستقیما برخورد و آنها را برانگیخته میکنند. در سایر لیزرها، برانگیزش توسط برخوردهای ناکشسان اتم-اتم (یا مولکول-مولکول) روی میدهد. محیط لیزریمحیط تقویت کننده یا محیط لیزری یک قسمت مهم از ابزار لیزر است. بسیاری از لیزرها از روی نوع محیط لیزری به کار رفته در آنها نامگذاری میشوند، بهعنوان مثال، هلیم-نئون (He-Ne)، دی اکسیدکربن (Co۲) و نئودیمیم: نارسنگ ایتریم آلومینیم (Nd:YAG). محیط لیزری، که میتواند گاز، مایع یا جامد باشد، طول موج تابش لیزری را تعیین میکند. مهمترین لازمهٔ محیط تقویت کننده توانایی آن برای ایجاد وارونی جمعیت بین دو تراز انرژی اتمهای لیزری است.این وضعیت با برانگیختن (یا دمیدن) اتمهای بیشتری به تراز انرژی بالاتر نسبت به اتمهای موجود در تراز پایین تر تحقق مییابد.(چنانکه معلوم شدهاست، حتی با دمش قوی، به علت اختلاف زیاد طول عمرهای ترازهای انرژی اتمهای قابل استفاده، تنها جفتهای مشخصی از ترازهای انرژی با طول عمرهای خودبه خودی مناسب را میتوان «وارون» کرد. کاربردهای لیزر
منبع
+
نوشته شده در جمعه سی ام فروردین 1387ساعت 15:17 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
Two European scientists won the 2007 Nobel Prize in physics on Tuesday for a discovery that lets computers, iPods and other digital devices store reams of data on ever-shrinking hard disks. منبع : http://www.nobelprize.org
+
نوشته شده در سه شنبه بیست و هفتم آذر 1386ساعت 18:47 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
|
فرهنگستان سطنتي علوم سوئد جايزه نوبل فيزيك 2007 را به دو فيزيكدان فرانسوي و آلماني اهدا كرد كه كشفياتشان امكان مينياتوري كردن قطعات الكترونيكي را فراهم آورده و به اختراع دستگاه هايي مانند رايانه هاي همراه و يا iPod انجاميده است.
به گزارش شبكه BBC ، آلبر فر ، فيزيكدان فرانسوي و پتر گرونبرگ، فيزيكدان آلماني جايزه نوبل 2007 را به صورت مشترك و براي تحقيقاتي دريافت مي كنند كه سال ها پيش و به صورت مستقل از يكديگر انجام داده و منجر به دستاوردهاي نويني براي علم فيزيك شدند. پتر گرونبرگ در پيلسن ( پلزن امروزي در جمهوري چك) متولد شده است. او در سال 1986 هنگامي كه در بخش فيزيك حالت جامد در انستيتوي تحقيقاتي يوليخ در غرب آلمان به كار اشتغال داشت، به كشفياتي در زمينه الكترومغناطيس رسيد كه دو سال بعد منجر شد او پديده اثر مقاومت بزرگ مغناطيسي GMRرا كشف كند. آلبر فر، فيزيكدان فرانسوي در سال 1938 در كاركاسون متولد شده است. او نيز هم زمان با گرونبرگ در سال 1988 در دانشگاه پاريس - جنوب در اورسي به شيوه ديگري پديده اثر مقاومت بزرگ مغناطيسي GMRرا كشف كرد.
+
نوشته شده در سه شنبه بیست و هفتم آذر 1386ساعت 18:31 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
![]()
+
نوشته شده در سه شنبه بیستم آذر 1386ساعت 21:42 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
![]()
+
نوشته شده در پنجشنبه هشتم آذر 1386ساعت 22:44 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
![]()
+
نوشته شده در پنجشنبه هشتم آذر 1386ساعت 13:5 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|
||||
+
نوشته شده در جمعه بیست و پنجم آبان 1386ساعت 11:56 توسط فرشاد اختريان -نويد فارضي
|
|
|||||
|
|||||