Obsah
Hlavný rozdiel
Hlavný rozdiel medzi laserom a svetlom je ten, že sa laser označuje ako koherentné, monochromatické a vysoko smerové svetlo, zatiaľ čo svetlo sa označuje ako nesúdržné a divergentné kvôli zmesi elektromagnetických vĺn, ktoré obsahujú rôzne vlnové dĺžky.
laser vs. Svetlo
Vlny, ktoré vznikli v dôsledku vibrácií, ktoré sa vyskytujú medzi elektrickým poľom a magnetickým poľom, sa nazývajú elektromagnetické vlny. Laser aj svetlo sa považujú za elektromagnetické vlny. Z tohto dôvodu cestujú vo vákuu s rýchlosťou svetla. Laserové svetlo má však vlastnosti, ktoré sú veľmi jedinečné a v prírode ich nevidno. Preto sa predpokladá, že má veľmi dôležité vlastnosti.
Laser a svetlo sa často používajú vo fyzike a sú považované za dva dôležité pojmy tejto vedeckej disciplíny. Niekedy berieme laser ako formu svetla. Realita je taká, že ide o ľahké zosilnenie žiarenia, ktoré je stimulované v čase ich emisie. Všeobecne považujeme laser a svetlo za putujúce fotóny. Obidve sa navzájom odlišujú rôznymi spôsobmi.
Laserom a svetlom rozlišujeme hlavne prostredníctvom koherencie. Laser sa navrhuje ako monochromatický, koherentný a jednosmerný lúč svetla. Svetlo prítomné v normálnych žiarovkách na druhej strane vyžaruje fotóny podľa ich dráhy pohybu, vlnových dĺžok a polarizácie. Laser sa označuje ako intenzívne svetlo, zatiaľ čo bežné svetlo sa nepovažuje za intenzívne svetlo.
Princípom, na ktorom je založený laser, sú stimulované emisie, pri ktorých sa stimulujú fotóny, a emitujú fotóny pri návrate do pôvodných energetických stavov. Na druhej strane má svetlo smer pohybu a má tiež celý rad energií. Laser sa považuje za typ elektromagnetickej vlny, ktorá má veľmi špecifickú farbu. Na druhej strane svetlo sa považuje za typ elektromagnetickej vlny, ktorá je súčtom všetkých farieb.
Porovnávacia tabuľka
| laser | Svetlo |
| Typ elektromagnetickej vlny, ktorá má stimulovanú emisiu, sa nazýva laser. | Typ elektromagnetickej vlny, ktorá má spontánnu emisiu, sa nazýva svetlo. |
| súdržnosť | |
| Laser sa označuje ako koherentná elektromagnetická vlna. | Svetlo sa označuje ako nekoherentná elektromagnetická vlna. |
| Monochromatické alebo polychromatické | |
| Laser sa označuje ako monochromatická elektromagnetická vlna. | Svetlo sa označuje ako polychromatická elektromagnetická vlna. |
| smerovosť | |
| Laser sa považuje za vysoko smerovú elektromagnetickú vlnu. | Svetlo sa považuje za divergentnú elektromagnetickú vlnu. |
| Rozsah frekvencií | |
| Laser sa podieľa na pokrytí veľmi úzkeho rozsahu frekvencií. | Svetlo sa podieľa na pokrytí širokej škály frekvencií. |
| zameraním | |
| Keďže laser je vysoko smerový, môžeme ho zamerať na veľmi ostré miesto. | Keďže svetlo sa líši, nemôžeme ho zaostriť na ostré miesto. |
| farba | |
| Laser je elektromagnetická vlna, ktorá má veľmi špecifickú farbu. | Svetlo je elektromagnetická vlna, ktorá obsahuje súčet všetkých farieb. |
| intenzita | |
| Laser sa označuje ako intenzívne svetlo. | Bežné svetlo sa nepovažuje za intenzívne svetlo. |
| aplikácia | |
| Očná chirurgia, obrábacie stroje na kov, CD prehrávače, nukleárne fúzne reaktory, laserové ing, odstránenie tetovania, snímače čiarových kódov, laserové chladenie, holografia, komunikácia optickými vláknami atď. | Svetlo má využitie pri osvetlení malej oblasti. |
Čo je laser?
Termín „LASER“ je skratka pre zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia. Atómy väčšinou zostávajú v základnom stave, pretože ide o stabilný stav. Existuje však aj malé percento atómov, ktoré sú prítomné v excitovaných alebo vyšších energetických stavoch. Je to teplota, od ktorej závisí percento atómov vo vyšších energetických stavoch. Počet atómov prítomných pri danej excitovanej hladine energie sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.
Životnosť vzrušeného stavu atómov je veľmi krátka z dôvodu ich nestability. Výsledkom je, že excitované atómy uvoľňujú svoju prebytočnú energiu ako fotóny a okamžite sa excitujú do svojich základných stavov. Tieto prechody nevyžadujú zvonku žiadny stimul, a preto sa nazývajú pravdepodobnostné prechody. Nie je možné odhadnúť čas, kedy sa excitovaný atóm alebo molekula rozruší. Prechodový proces a emisia fotónov sú náhodné. Môžeme povedať, že emisia je spontánna a emisia fotónov počas prechodov je mimo fázy (nesúdržná).
Niektoré materiály napriek tomu obsahujú vyššie energetické stavy, ktoré majú vyššiu životnosť. Energetické štáty sa nazývajú metastabilné štáty. Atómy alebo molekuly prítomné v tomto stave sa preto nevracajú okamžite do svojho základného stavu. Taktiež môžeme pumpovať atómy alebo molekuly do ich metastabilných stavov tým, že im dodávame energiu zvonka. Zostávajú dlho v metastabilnom stave bez návratu na zem. Výsledkom je, že môžeme do značnej miery zvýšiť percento atómov v metastabilnom stave tlačením viacerých atómov alebo molekúl zo základného stavu do metastabilného stavu.Táto situácia sa nazýva inverzia populácie, pretože je úplne v rozpore s normálnou situáciou.
Môžeme však stimulovať atóm, aby sa v metastabilnom stave excitoval dopadajúcim fotónom. Počas prechodu sa uvoľní nový fotón. Ak sa energia prichádzajúceho fotónu presne rovná rozdielu energie medzi základným stavom a metastabilným stavom, potom bude frekvencia nového fotónu, energia, fáza a smer rovnaká ako v prípade dopadajúceho fotónu. fotón. Nový fotón bude schopný stimulovať ďalší vzrušený atóm, ak je materiálnym médiom stav inverzie populácie. Nakoniec sa proces zmení na reťazovú reakciu, ktorá bude zodpovedná za vyžarovanie záplavy identických fotónov.
Vyžarované fotóny sú monochromatické (jednofarebné), koherentné (vo fáze) a smerové. Túto akciu sme nazvali základným laserovým pôsobením. Úzky frekvenčný rozsah, súdržnosť a smernosť sú niektoré jedinečné vlastnosti laserového svetla a považujú sa za kľúčové výhody, ktoré sa používajú v laserových aplikáciách. Existujú rôzne typy laserov podľa typu lasingových médií, ako sú plynové lasery, farebné lasery, polovodičové lasery a polovodičové lasery. Používame lasery v mnohých rôznych aplikáciách a vyvíjajú sa rôzne nové aplikácie.
Čo je Svetlo?
Žiarivky, žiarovky, ktoré sa tiež nazývajú žiarovky s volfrámovými vláknami a hlavne slnečné svetlo, sú najužitočnejšími zdrojmi bežného svetla. Podľa teórií sme zistili, že akýkoľvek objekt, ktorý má teplotu vyššiu ako 0 K (absolútna nula), vyžaruje elektromagnetické žiarenie. Toto sa označuje ako základný koncept, ktorý sa používa v žiarovkách. V žiarovke je volfrámové vlákno.
Keď zapneme žiarovku, aplikovaný rozdiel potenciálu umožňuje elektrónom zrýchliť sa. Ako všetci vieme, že volfrám má vysoký elektrický odpor, elektróny sa preto zrážajú s atómovými jadrami v rámci kratších rozpínaní. Kvôli zrážkam elektrónových atómov sa podieľajú na prenose časti svojej energie do atómových jadier, pretože hybnosť elektrónov dostáva zmenu v dôsledku kolízie. V dôsledku tohto prenosu energie sa volfrámové vlákno zahrieva.
Vyhrievané vlákno sa podieľa na vysielaní elektromagnetických vĺn, ktoré pokrývajú širokú škálu frekvencií a premieňajú sa na čierne telieska. Je zodpovedný za vyžarovanie IR, viditeľných vĺn, mikrovln, atď. Užitočnou súčasťou tohto spektra je však jeho viditeľná časť. Slnko sa označuje ako prehriate čierne telo. Z tohto dôvodu sa podieľa na emitovaní obrovského množstva energie, ktorá je vo forme elektromagnetických vĺn a je zodpovedná za pokrytie širokého rozsahu frekvencií od rádiových vĺn po gama lúče. Predpokladá sa, že každé vyhrievané teleso, ktoré vyžaruje žiarenie, vyžaruje tiež svetelné vlny.
Pri danej teplote dáva Viedenský zákon o premiestnení vlnovú dĺžku, ktorá zodpovedá najvyššej intenzite čierneho telesa. Podľa tohto zákona sa pri zvyšovaní teploty vlnová dĺžka, ktorá zodpovedá najvyššej intenzite, znižuje. Vlnová dĺžka, ktorá zodpovedá najvyššej intenzite objektu, sa považuje za spadajúcu do IR oblasti pri izbovej teplote. Vlnovú dĺžku zodpovedajúcu najvyššej intenzite však môžeme upraviť zvýšením teploty tela. Emisie elektromagnetických vĺn majúcich iné frekvencie sa však nedajú zastaviť. Z tohto dôvodu sa takéto vlny nepovažujú za monochromatické.
Je zrejmé, že všetky bežné svetelné zdroje sa označujú ako odlišné. Normálne je možné povedať, že obyčajné svetelné zdroje sú zapojené do náhodného vyžarovania elektromagnetických vĺn vo všetkých smeroch. Fázy emitovaných fotónov nemajú žiadny vzťah. Sú teda nekoherentnými svetelnými zdrojmi. Vlny emitované bežnými svetelnými zdrojmi sa všeobecne považujú za polychromatické.
Kľúčové rozdiely
- Typ elektromagnetickej vlny, ktorá má stimulovanú emisiu, sa nazýva laser, zatiaľ čo typ elektromagnetickej vlny, ktorá má spontánnu emisiu, sa nazýva svetlo.
- Laser sa označuje ako koherentná elektromagnetická vlna, pretože fotóny emitované jeho zdrojom sú vo fáze, na druhej strane sa svetlo označuje ako nekoherentná elektromagnetická vlna, pretože fotóny emitované jeho zdrojom sú mimo fázy.
- Laser sa označuje ako monochromatická elektromagnetická vlna. Naopak, svetlo sa označuje ako polychromatická elektromagnetická vlna.
- Laser sa označuje ako monochromatická elektromagnetická vlna; na druhej strane sa svetlo označuje ako polychromatická elektromagnetická vlna.
- Laser sa považuje za vysoko smerovú elektromagnetickú vlnu; na druhej strane sa svetlo považuje za divergentnú elektromagnetickú vlnu.
- Laser pokrýva veľmi úzky rozsah frekvencií, zatiaľ čo svetlo pokrýva široký rozsah frekvencií.
- Keďže laser je vysoko smerový, môžeme ho zaostriť na veľmi ostré miesto, na druhej strane, pretože svetlo sa líši, takže ho nemôžeme zaostriť na ostré miesto.
- Laser je elektromagnetická vlna, ktorá má veľmi špecifickú farbu, zatiaľ čo svetlo je elektromagnetická vlna, ktorá obsahuje súčet všetkých farieb.
- Laser sa označuje ako intenzívne svetlo; na druhej strane sa obyčajné svetlo nepovažuje za intenzívne svetlo.
- Existuje veľa aplikácií lasera, ktorý zahŕňa použitie v očných chirurgiách, v kovoobrábacích strojoch, CD prehrávačoch, v jadrových fúznych reaktoroch, laserové ing, odstránenie tetovania, čítačky čiarových kódov, pri chladení laserom, holografii, v optickej komunikácii Na druhej strane, svetlo má využitie pri osvetlení malej oblasti.
záver
Všetky vyššie uvedené diskusie vedú k záveru, že laser aj svetlo sú typmi elektromagnetických vĺn. Prvý z nich sa označuje ako koherentná elektromagnetická vlna a má stimulovanú emisiu; na druhej strane sa táto označuje ako nekoherentná elektromagnetická vlna a má spontánnu emisiu.
