Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0811 Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_41_13 Název materiáluLaser AutorMgr.

Prezentace na téma: "Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0811 Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_41_13 Název materiáluLaser AutorMgr."— Transkript prezentace:

1 Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/34.0811 Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_41_13 Název materiáluLaser AutorMgr. Pavel Lintner Tematická oblastFyzika Tematický okruhAtomová fyzika Ročník4 Datum tvorbyúnor 2013 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

2 Laser

3 Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) je zařízení, které přeměňuje předem nahromaděnou energii na energii světelného monofrekvenčního koherentního záření. Základní princip laseru – stimulovanou emisi záření – teoreticky objevil a popsal r. 1917 A. Einstein.

4 Záření vyslané atomem při stimulované emisi má stejný směr, stejnou frekvenci (monofrekvenčnost) a stejnou fázi (koherence) jako záření, které emisi vyvolalo – dopadající světlo se stimulovanými emisemi zesiluje. V soustavě částic v termodynamicky rovnovážném stavu je většina atomů v základním stavu a záření procházející takovou soustavou ztrácí absorpcí více energie, než kolik jí získá stimulovanou emisí. Pro činnost laseru je nutné, aby v tzv. aktivním prostředí převážil počet částic na některé energeticky vyšší hladině nad počtem částic na nižší hladině – provést populační inverzi. Toho lze dosáhnout dodáním energie (čerpání aktivního prostředí) např. osvětlením, elektrickým proudem, chemickou reakcí, jadernou reakcí. Jako aktivní prostředí se používají např. monokrystaly (rubín), plyny (CO 2, He-Ne), polovodiče s p-n přechodem. Proces populační inverze byl úspěšně zvládnut až v 50. letech 20. století.

5 Zjednodušené schéma laseru: 1. Aktivní prostředí 2. Čerpání aktivního prostředí 3. Odrazné zrcadlo 4. Polopropustné zrcadlo 5. Laserový paprsek [1]

6 Historie: r. 1917 – A. Einstein teoreticky formuluje princip laseru r. 1953 – Ch. Townes sestavil funkční maser (obdoba laseru pracující v mikrovlnné oblasti) r. 1957 – A. Prochorov objevil možnost využití rubínu jako aktivního prostředí laseru r. 1960 – T. H. Maiman představil první laser – pracoval nekontinuálně, aktivním prostředím byl rubín r. 1964 - Charles Townes, Nikolaj Basov a Alexandr Prochorov obdrželi společně Nobelovu cenu za fyziku za výzkum v oboru kvantové elektroniky

7 Charles Hard Townes (USA) Nikolaj Gennadijevič Basov (SSSR) Alexandr Michajlovič Prochorov (SSSR) [2][3][4]

8 Aplet modelující činnost laseru: http://phet.colorado.edu/en/simulation/lasers

9 Jeden z nejvýkonnějších laserů na světě – laser Nova v Lawrence Livermore National Laboratory v USA. Slouží k výzkumu termojaderné fúze. Dosahuje výkonu 1 300 000 GW. [5]

10 Použité zdroje: ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro gymnázia – Fyzika mikrosvěta. 1. vydání. Praha: Galaxie, 1993. 183 s. ISBN 80-85204-19-3. SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2006. 515 s. ISBN 80-7196-307-0. Použité obrázky: [1] TATOUTE. Wikimedia Commons [online]. 14. 2. 2006. [cit. 11. 2. 2013]. Dostupný na http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laser.svg [2] KALTSCHMIDT, Roy. Wikimedia Commons [online]. 1964. [cit. 11. 2. 2013]. Dostupný na http://en.wikipedia.org/wiki/File:Charles_Townes_Nobel.jpg [3] Nobel foundation. Wikimedia Commons [online]. 1964. [cit. 11. 2. 2013]. Dostupný na http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Basov.jpg [4] Nobel foundation. Wikimedia Commons [online]. 1964. [cit. 11. 2. 2013]. Dostupný na http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aleksandr_Prokhorov.jpg [5] Lawrence Livermore National Laboratory. Wikimedia Commons [online]. 10. 10. 2006. [cit. 11. 2. 2013]. Dostupný na http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NOVA_laser.jpg