Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

44 Jan Klíma.  Absorpce záření  Látka pohlcuje fotony záření a elektrony přecházejí na vyšší energetické hladiny En Em absorpce záření.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "44 Jan Klíma.  Absorpce záření  Látka pohlcuje fotony záření a elektrony přecházejí na vyšší energetické hladiny En Em absorpce záření."— Transkript prezentace:

1 44 Jan Klíma

2  Absorpce záření  Látka pohlcuje fotony záření a elektrony přecházejí na vyšší energetické hladiny En Em absorpce záření

3  Samovolná emise záření  Elektrony samovolně přecházejí z vyšší energetické hladiny E n na nižší Em a atomy vyzařují fotony s energií: E = E m – E n = h. f En Em samovolná emise

4  Stimulovaná (vynucená) emise světla  Nastává u excitovaných atomů vnějším působením. Emisi vyvolá jen foton o stejné frekvenci, jakou má foton, který emisí vzniká. En Em stimulovaná emise

5  Tepelné zdroje (svíčka, petr. lampa, žárovka)  Malá účinnost (málo energie se přemění na světlo)  Široké spektrum použití  Výbojové zdroje (výbojky, doutnavky)  Mají čárové nebo pásové spektrum, jejich účinnost je větší než u tepelných zdrojů

6  Luminiscenční zdroje (obrazovky, zářivky)  Luminiscence ▪ Děj, při němž záření o kratší vlnové délce vyvolá v látce určitého složení vznik záření o delší vlnové délce ▪ V zářivce probíhá výboj plynu jehož UV záření je pro oko neviditelné. UV dopadá na vrstvu látky (luminofor), kterou je pokryta vnitřní plocha trubice a způsobuje její luminiscenci (záření).

7  Druhy luminiscence: ▪ Fotoluminiscence (zářivka) ▪ Radioluminiscence ▪ Katodoluminiscence ▪ Chemiluminiscence ▪ Bioluminiscence světlo záření ∆U > 0 el. energie

8  Laser  Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation  Zařízení pracující na principu stimulované emise  Uvolňuje nahromaděnou energii jako energii monofrekvenčního záření  Světlo je polarizované, koherentní a monochromatické E1 E3 He E2 Ne He – Ne laser

9  Světlo je z laseru vyzařováno ve formě úzkého svazku  Princip laseru využívá zákonů kvantové mechaniky a termodynamiky Aktivní prostředí Zdroj záření Odrazné zrcadlo Polopropustné zrcadlo Laserový paprsek

10  Zdrojem energie (výbojka) je do aktivního média dodávána energie.  Ta vybudí elektrony aktivního prostředí ze základní energetické hladiny do vyšší energetické hladiny, dojde k tzv. excitaci.  Vzniká tzv. inverzní populace.  Při opětném přestupu elektronu na nižší energetickou hladinu dojde k vyzáření (emisi) kvanta energie ve formě fotonů.  Fotony následně interagují s dalšími elektrony inverzní populace, čímž spouštějí tzv. stimulovanou emisi fotonů.  Díky umístění aktivní části Laseru do rezonátoru dochází k odrazu paprsku fotonů a jeho opětovnému průchodu prostředím.  Dochází k exponenciálnímu zesilování toku fotonů.  Výsledný paprsek opouští laser polopropustným zrcadlem.

11  He – Ne laser  Aktivní prostředí tvoří směs helia a neonu (10:1)  3 energetické hladiny (tříhladinový laser)  Vznikne-li v plynu He – Ne laseru elektrický výboj, dochází ke srážkám atomů He s elektrony a He přechází do excitovaného stavu s E 3.  Při interakci excitovaných atomů He s atomy Ne přechází Ne rovněž do excitovaného stavu.

12  Elektrony Ne přecházejí na hladinu energie, která je blízká energii excitovaného He.  Náhodný průchod fotonu aktivním prostředím laseru vyvolá stimulovanou emisi.  Elektrony přecházejí na hladinu E 2, to je spojeno s vyzařováním červeného světla o vlnové délce 623,8 nm.  Polopropustné zrcadlo částečně odráží fotony zpět do trubice.  Při zpětném odrazu se světlo dále zesiluje.

13  Záření je koherentní  Fotony, které mají jiný směr, po několika odrazech od stěn trubice vystupují z aktivního prostředí a činnosti laseru se neúčastní.  Laserový paprsek má malou rozbíhavost a energie je soustředěna do úzkého svazku paprsků (10 -6 m).  Lasery mají různý výkon a lze dosáhnout záření až Wm -2.

14  Rozlišujeme podle druhu pracovní látky:  Polovodičové (tiskárny, CD, DVD, lékařství) ▪ Kmitočet záření se dá měnit  Plynové ▪ Atomární - zaměřování polohy, termojaderná syntéza ▪ Iontové - oftalmologie, spektroskopie ▪ Molekulární - sváření, fotolitografie  Chemické  Lasery s pevnou fází (spektroskopie, holografie)  Barvivové (dermatologie, chirurgie, oftalmologie)  Rentgenové (vysokovýkonné)

15  Využívány v mnoha oborech vědy i v technické praxi. Uplatňuje se: ▪ Vysoký stupeň koherence světla (např. holografie) ▪ Značná intenzita světla a energie soustředěná do malého prostoru (obrábění tvrdých materiálů) ▪ Přesný směr a malá rozbíhavost laserového paprsku (měřící technika, mikroelektronika) ▪ Přímá přeměna elektrické energie na světelnou (polovodičové lasery v tiskárnách, CD snímače) ▪ Medicína (laserový skalpel)

16  Způsob zobrazování založený na interferenci paprskových svazků  Zobrazovaný předmět je osvětlen monochromatickým koherentním světlem.  Paprsky odražené od předmětu dopadají na fotografickou desku společně s jiným, nemodulovaným svazkem paprsků téže vlnové délky.  Obě vlnění spolu interferují a vzniká složitý interferenční obrazec,který je zaznamenán na fotografickou desku.

17  Když se vyvolaný snímek (hologram) osvětlí koherentním světlem, působí struktura snímku jako ohybová mřížka a pozorovatel vidí v propuštěném světle trojrozměrný obraz původního předmětu.  Obraz je trojrozměrný na 2D nosiči ▪ Nosičem je citlivá vrstva fotografického filmu, emulze na skle nebo plastová fólie ▪ Zapisuje se informace jak o intenzitě, tak i o fázi světla odraženého od předmětu

18

19  Historie  Dennis Gabor dal v roce 1948 holografii teoretické základy  Rozvinutí holografie až s vynálezem laseru (1960) ▪ Laser dodal dostatečné bodové a koherentní světlo  První trojrozměrný záznam vznikl na michiganské univerzitě v roce 1964 ▪ Emmett Leith ▪ Juris Upatnieks

20  Hologramy mají široké uplatnění v experimentálním výzkumu i v technické praxi  Např. holografická interferometrie (založená na interferenci dvou expozic, tj. dvou hologramů pohybujícího se objektu na jednom snímku) se využívá při studiu kmitání, napjatosti i deformací součástí, stejně jako při jejich nedestruktivním testování. Jde také o jeden z možných principů stereovize.


Stáhnout ppt "44 Jan Klíma.  Absorpce záření  Látka pohlcuje fotony záření a elektrony přecházejí na vyšší energetické hladiny En Em absorpce záření."

Podobné prezentace


Reklamy Google