หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ธรรมชาติมหัศจรรย์

 

 
 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ฟิสิกส์ 2000

อะตอมกับแสงเลเซอร์

คุณสมศรี เคยเรียนวิชาฟิสิกส์พื้นฐานมาบ้างแล้ว   คุณจำได้ไหมว่า   แสงมีผลอย่างไรกับอะตอม

ดิฉันจำได้ดีคะ   เมื่อแสงหรือโฟตอน กระทบเข้ากับอะตอม  จะทำให้อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียส  ยกระดับพลังงานสูงขึ้น  และเปลี่ยนวงโคจรเป็นวงโคจรระดับสูง  ซึ่งสภาวะนี้ เรียกว่า อะตอมถูกกระตุ้น (stimulated  atom)  เมื่อการกระตุ้นจากภายนอกหยุดลง  อิเล็กตรอนจะกลับเข้าลงสู่วงโคจรปกติ  และปลดปล่อยพลังงานหรือแสงออกมา

 

ถูกเผลงเลยคะ   แต่ไอส์ไตน์  เคยกล่าวไว้เมื่อ  60 ปีก่อน ว่า มีบางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้น   ให้คุณสมศรีลองปรับความสว่าง โดยการเพิ่มอัตราการปล่อยอนุภาค (Rate)  ของแหล่งกำเนิดแสง   ซึ่งจะทำให้อนุภาคของแสงพุ่งออกมาด้วยความเร็วที่สูงมาก สังเกตให้ดี คุณสมศรีจะได้เห็นอะไรแปลกๆเกิดขึ้น


โอ!   จริงด้วยคะ   เมื่อยิงโฟตอนกระทบเข้ากับอะตอม  จะทำให้อะตอมเรืองแสงขึ้นมา    และดูเหมือนว่า เมื่อถูกกระทบอีกครั้ง  อะตอมจะปล่อยโฟตอนออกมาเองด้วย

และคุณเห็นว่า  ทิศทางของโฟตอนไปทางไหนคะ

เมื่ออัตราการยิงยังไม่มากพอ  อนุภาคที่พุ่งออกมีทิศทางไม่แน่นอน  แต่เมื่ออัตราการยิงมากขึ้น  อนุภาคที่พุ่งออก จะมีทิศทางเดียวกันกลับอนุภาคที่พุ่งเข้ามาคะ

คุณสมศรีเป็นนักสังเกตที่เยี่ยมมาก     ทั้งหมดที่คุณเห็นเป็นหัวใจของการเกิดแสงเลเซอร์   เมื่อโฟตอนเข้าชนกับอะตอม  จะทำให้อะตอมอยู่ในสถานะถูกกระตุ้น  ตอนนี้ยังไม่มีอะไรเกิดขึ้น  และเมื่อมันถูกพุ่งชนอีกครั้ง   อะตอมจะปลดปล่อยโฟตอนใหม่ออกมา  มีลักษณะเหมือนกับโฟตอนที่พุ่งเข้าชน และมีสีเดียวกัน   ถ้ามีพลังงานมากพอจะพุ่งออกมาในทิศทางเดียวกัน   เราเรียกกระบวนการนี้ว่า   การปล่อยโฟตอนแบบกระตุ้น (Stimulated  emission)  

โฟตอน กระทบเข้ากับอะตอมที่อยู่ในสถานะกระตุ้น... อะตอมปลดปล่อยโฟตอนใหม่เหมือนกับโฟตอนที่พุ่งเข้ามา


ดิฉันเห็นโฟตอน  2   ตัวเคลื่อนที่ไปด้วยกัน  ตัวแรกเป็นโฟตอนที่พุ่งเข้าชน     อีกตัวเป็นโฟตอนของอะตอมที่ปลดปล่อยออกมา  โฟตอนทั้งสองเหมือนกันทุกประการ    ถ้าเป็นเช่นนี้  อะตอมก็ทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องซีรอกซ์เลยนะคะ    

ดังนั้น  โฟตอนที่เหมือนกัน จะถูกทำให้เพิ่มขึ้นตลอดเวลา  หรือพูดอีกนัยหนึ่ง คือถูกขยายขึ้นนั่นเอง  คำว่าขยาย หรือ  โตขึ้น  ในภาษาอังกฤษใช้คำว่า แอมพลิฟาย   (Amplified)  คำว่า  เลเซอร์  (laser)   ย่อมาจากคำว่า  light  amplification  by  stimulated  emission  of  radiation     ไม่ทราบว่าจะแปลเป็นไทยให้สละสลวยได้อย่างไร  มันยาวเหลือเกิน   

ขอบคุณคะ  ดิฉันเพิ่งจะทราบคำเต็มก็วันนี้ละคะ

ในทางฟิสิกส์   เราเชื่อได้ว่า แสงเป็นไปได้ทั้งอนุภาค และคลื่น  การอธิบายแบบอนุภาค  เราได้ทำไปแล้วตั้งแต่เบื้องต้น    แต่ถ้าแสงเป็นคลื่น  การอธิบายต้องเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง  โดยที่คลื่นแสงเมื่อพุ่งเข้าชนกับอะตอมที่ถูกกระตุ้น  อะตอมจะปลดปล่อยพลังงานออกมาเสริมเข้ากับคลื่นที่พุ่งเข้าไป  ทำให้คลื่นที่ได้ออกมามีแอมพลิจูดสูงขึ้น  หรือทำให้พลังงานของคลื่นเพิ่มขึ้นนั่นเอง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พุ่งเข้าชนอะตอมที่อยู่ในสถานะกระตุ้น ขนาดของคลื่นจะใหญ่ขึ้น  หรือแอมพลิจูดของคลื่นเพิ่มขึ้น

 

 

<< หน้าก่อน      หน้าถัดไป >>

สารบัญ

เลเซอร์ลำแสงที่มีระเบียบ

อะตอมกับแสง

การเกิดการกลับของประชากร

การสร้างแสงเลเซอร์

 

 

 

 

ข้อสอบเอนทรานซ์

 

พจนานุกรมฟิสิกส์

ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c

ฟิสิกส์พิศวง

•

วีดีโอการเรียนการสอน

• การหมุนของลูกข่างกับการตกของแมว
• ความเสถียรภาพของลูกข่าง
• ฮาร์ดดิสก์ทำงานอย่างไร
• เอ็นโทรปี

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)

  ภาพประจำสัปดาห์
 
• ความรู้รอบตัวทั่วไป
• ดาราศาสตร์พิศวง 
• อัลเบิร์ต ไอส์ไตน์ กับกฏการสมมูลของมวล
• ว่าวของแฟลงกลิน
• ระเบิดนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
• เครื่องจักรสเตอริ่ง
• ทฤษฎีความอลวน