Lāzers pret gaismu
Gaisma ir cilvēka acīm redzams elektromagnētisko viļņu veids, tāpēc to bieži dēvē par redzamo gaismu. Redzamās gaismas apgabals atrodas starp elektromagnētiskā spektra infrasarkano un ultravioleto apgabalu. Redzamās gaismas viļņa garums ir no 380 nm līdz 740 nm.
Klasiskajā fizikā gaisma tiek uzskatīta par šķērsvilni ar nemainīgu ātrumu 299792458 metri sekundē caur vakuumu. Tas parāda visas šķērsenisko mehānisko viļņu īpašības, kas izskaidrotas klasiskajā viļņu mehānikā, piemēram, traucējumi, difrakcija, polarizācija. Mūsdienu elektromagnētiskajā teorijā tiek uzskatīts, ka gaismai ir gan viļņu, gan daļiņu īpašības.
Ja vien robeža vai cits vide to netraucē, gaisma vienmēr virzās taisnā līnijā, un to attēlo stars. Lai gan gaismas izplatīšanās ir taisna, tā izkliedējas trīsdimensiju telpā. Tā rezultātā gaismas intensitāte samazinās. Ja gaisma tiek ģenerēta no parasta gaismas avota, piemēram, kvēlspuldzes, gaismai var būt daudz krāsu (tās var redzēt, kad gaisma iet caur prizmu). Arī gaismas viļņu polarizācija ir patvaļīga. Tāpēc izplatīšanās laikā materiāls absorbē gaismu. Dažas molekulas absorbē gaismu ar noteiktu polaritāti un ļauj pārējām iziet. Dažas molekulas absorbē gaismu ar noteiktām frekvencēm. Visi šie faktori veicina, un gaismas intensitāte krasi samazinās līdz ar attālumu.
Kad gaisma ir jānogādā tālākā attālumā, mums ir jāpārvar šīs problēmas. To var nosūtīt tālāk, turot gaismas viļņus paralēli visā izplatīšanās laikā; izmantojot alianses sistēmu, izkliedētos gaismas viļņus var novirzīt vienā virzienā, lai tie ceļotu paralēli. Turklāt, izmantojot gaismu ar vienu krāsu (monohromatisku gaismu – tiek izmantota gaisma ar vienu frekvenci/viļņa garumu) un fiksētu polaritāti, absorbciju var samazināt līdz minimumam.
Šeit problēma ir tāda, kā izveidot gaismas starojumu ar fiksētu viļņa garumu un polaritāti. To var panākt, uzlādējot konkrētu materiālu tādā veidā, ka tie izdala gaismu tikai ar vienu pāreju elektronos. To sauc par stimulēto emisiju. Tā kā šis ir lāzera ģenerēšanas pamatprincips, nosaukums to nes. Lāzers nozīmē gaismas pastiprināšanu ar stimulētu starojuma emisiju (LASER). Pamatojoties uz izmantotajiem materiāliem un stimulēšanas metodi, ar lāzeru var iegūt dažādas frekvences un stiprumus.
Lāzeriem ir daudz pielietojumu. Tos izmanto visos CD/DVD diskdziņos un citās elektronikas ierīcēs. Tos plaši izmanto arī medicīnā. Augstas intensitātes lāzerus var izmantot kā griezējus, metinātājus un metālu termiskai apstrādei.
Kāda ir atšķirība starp lāzeru un (parasto/parasto) gaismu?
• Gan gaisma, gan LĀZERS ir elektromagnētiskie viļņi. Patiesībā lāzers ir viegls, strukturēts tā, lai tas darbotos ar īpašām īpašībām.
• Gaismas viļņi izkliedējas un stipri uzsūcas, ceļojot pa vidi. Lāzeri ir izstrādāti tā, lai tiem būtu minimāla absorbcija un izkliede.
• Gaisma no parasta avota izkliedējas 3D telpā, tāpēc katrs stars virzās viens pret otru leņķī, savukārt lāzeru stari izplatās paralēli viens otram.
• Parastā gaisma sastāv no dažādu krāsu (frekvenču) diapazona, savukārt lāzeri ir monohromatiski.
• Parastajai gaismai ir dažādas polaritātes, un lāzera gaismai ir plaknes polarizēta gaisma.
