Název školy: Gymnázium, Roudnice nad Labem, Havlíčkova 175, příspěvková organizace Název projektu: Moderní škola Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.1034 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo DUM: VY_32_Inovace_GR04_Mra02_19 Vytvořeno: Listopad 2012 Autor: Mgr. Hana Mrázová Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Sada: Jaderná a kvantová fyzika Název vzdělávacího materiálu: Laser Ročník: 1. až 4. ročník čtyřletého gymnázia

Anotace: Prezentace popisuje laser. Slouží pro prezentaci tohoto tématu, ale také jako učební materiál pro samotné žáky. Očekávané výstupy: Žák porovná vznik a vlastnosti laseru, uvede příklady použití laserového záření.

LASER

LASER Laser je přístroj, který zesiluje světlo pomocí stimulované emise záření. Stimulovaná emise je emise koherentního elektromagnetického záření z látky vyvolaná dopadajícím zářením za současného přechodu části kvantové soustavy z excitovaného stavu do stavu základního.

Princip stimulované emise Elektrony v atomu mohou být umístěny v různých energetických hladinách. Čím dále jsou od jádra, tím vyšší mají energii. Vyšší energetická hladina, než je hladina základní, se nazývá excitovaný stav. Stimulovaná emise je kvantový jev, při kterém dopadající částice (nejčastěji foton) stimuluje přechod excitovaného elektronu do základního stavu za současného vyzáření částice o stejných vlastnostech jako má částice stimulující.

Schéma stimulované emise vlevo: atom v excitovaném stavu a dopadající foton uprostřed: přechod atomu do základního stavu a emise fotonu vpravo: atom v základním stavu a dva odchozí fotony stejné vlnové délky, polarizace a směru

KONSTRUKCE LASERU 1. Aktivní prostředí 2. Čerpání aktivního prostředí 3. Odrazné zrcadlo 4. Polopropustné zrcadlo 5. Laserový paprsek

Aktivní prostředí Aktivní prostředí je látka obsahující oddělené kvantové energetické hladiny elektronů. Na těch přeskakují elektrony z nižší energetické hladiny na vyšší, poté na metastabilní a zpět na nižší energetickou hladinu.

Dělení aktivního prostředí Plynové - aktivní prostředí se skládá z jednoho či více plynů Pevnolátkové – prostředí je tvořeno krystalem Diodové – tvořené polovodičem s přechodem typu p-n Kapalinové - tvořeny roztoky různých organických barviv

Rezonátor Laser využívá rezonátor k zesilování světla. Rezonátor tvoří 2 k sobě rovnoběžná zrcadla a zároveň kolmá na osu laseru. Jedno z nich je nepropustné a druhé je polopropustné.

Zdroj záření Zdroj záření slouží k dodávání energie elektronům v aktivním prostředí, aby se mohly přesouvat z nižší energetické hladiny na vyšší energetickou hladinu. Zdroj záření může být např. elektrický proud, výbojka, chemická rekce a jiné.

Laserový paprsek Laserový paprsek vycházející z aktivního prostředí přes polopropustné zrcadlo je koherentní (nerozbíhavý) a monochromatický (jednobarevný) Jeho rychlost [v] je stejná jako rychlost světla, tedy v = 300 000 km/s.

Ostatní příslušenství Chladič laseru - při vyšších výkonech důležitý, slouží k ochlazování laseru a k ochraně probíhajícího procesu. Součásti pro dodávání energie aktivnímu prostředí Měřič výkonu Kalibrační přístroje Nelineární krystal měnící vlnovou délku

Princip laseru - schéma

Úloha K číslům přiřaďte správné označení: a. Laserový paprsek b. Odrazné zrcadlo c. Čerpání aktivního prostředí d. Aktivní prostředí e. Polopropustné zrcadlo

Zdroje Licence Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laser.svg (konstrukce laseru) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stimulatedemission.png (schéma stimulované emise) http://en.wikipedia.org/wiki/File:RGB_laser.jpg (laserový paprsek) http://www.britannica.com/EBchecked/media/90017 (princip laseru - schéma)