N

6

5

4

3

2

1

Серия Лаймана (Ультрафиолетовые волны)

Серия Бальмера (Видимо свет)

Серия Пашена (Инфракрасные волны)

Е (эВ)

Объяснение спектральных закономерностей Излучение атома водорода.

Спектр энергии атома водорода показано на рисунке. При = 1 энергия атома Е1 = -13,6 эВ, при = 2 Е2 == — 3,4 эВ, при = ∞, Еn = 0. Когда электроны переходят с низших уровней на высшие, атом поглощает энергию, а когда высших энергетических уровней на низшие — излучает. При этом могут излучаться такие серии линий:

А) = 1, = 2,3, 4. . . — Ультрафиолетовые линии серии Лаймана;

Б) = 2, = 3, 4, 5. . . — Видимые линии серии Бальмера;

В) = 3, = 2,3,4. . . — Инфракрасные линии серии Пашена;

Г) = 4, = 5, 6, 7. . . инфракрасные линии серии Бреккета.

Трудности тeopии Бора. Теория Бора объяснила природу спектральных серий атома водорода, позволила вычислить энергетические уровня электрона в атоме водорода. Усовершенствовал эту теорию немецкий физик А. Зоммерфельд (1868 — 1951), учитывая эллиптичности op6ит электронов.

Однако теория Бора-Зоммерфельда не смогла объяснить интенсивность линий спектра, а также явление поляризации, дисперсии и поглощения света. Эта тeopiя была искусственным сочетанием классических законов физики i квантовых представлений.

Квантовые генераторы. Оптические квантовые генераторы позволяют получать узкий интенсивный пучок света в видимой или инфракрасной части спектра. Работа квантового генератора (лазера) основана на квантовых процессах — инверсии заселенности и оптической накачци.

В результате оптической накачки (например, при яркой вспышке света) большинство атомов тела лазера переходит сначала в возбужденное состояние (электроны из основных, низких энергетических уровней переходят на высшие) и почти сразу (в течение С) в метастабильное (неустойчивый). Этот процесс называют инверсией заселенности. В метастабильном состоянии атомы находятся от нескольких миллисекунд до секунды. При облучении светом, частота которого равна частоте перехода с метастабильного состояния в основное, атомы мгновенно переходят в основное состояние, излучая монохроматический свет и освобождая при этом накопленный ранее огромную энергию.

Квантовый генератор состоит из рабочего тела и источника питания с импульсной лампой (рис.) Источником питания обычно е батарея конденсаторов 3, которые заряжаются до 3,5-10 кВ через прибор от сети. Для подкачки часто используют импульсную ксеноновую лампу 1. В качестве рабочего тела в

Лазерах используют рубиновые стержни 2 (рубин — кристалл оксида Al с добавкой 0,05% Cr или стержни из других кристаллов, например сапфира). Стержни с прямоугольным или круглое сечение, очень тщательно проверяют на: параллельность сторон и чистоту торцевых поверхностей, расположение оптической оси относительно оси стержня. С помощью специальных оптических систем можно получить пучок света в лазере диаметром не более 0,1 мм. Сейчас изготавливают лазеры: а) газовые (могут генерировать в непрерывном режиме с мощностью до 10 кВт и в импульсном — с мощностью от 10 кВт и до 10 ГВт), б) полупроводниковые {имеют очень высокий КПД — до 100%, позволяют изменять частоту излучения, импульсная мощность — до 1 МВт);

В) твердотельные (импульсная мощность-до 10 ТВт при длительности импульса до 1 нс, КПД = 0,1%).

Луч лазера имеет такие важные свойства.

1. Излучение лазера имеет высокую направленность, распространяется узким пучком. Расчеты показывают, что можно получить лазерный луч с углом расхождения около Радиан.

2. Излучение лазера имеет высокую монохроматичность, обусловленную тем, что в лазерах атомы или молекулы излучают свет согласованно, тогда как в обычных источниках света атомы излучают свет независимо друг от друга.

3. Излучение лазера имеет высокую когерентность. Это излучение является пространственно когерентным, потому что все фронты волн плоские и перпендикулярные к направлению распространения волн. Это излучение когерентное и во времени, потому что существует строгая фазовая соответствие между частью волны, выпущенной в один момент времени, и волной, излучаемую через определенный интервал времени.

4. Высокая когерентность и монохроматичность лазерного излучения позволяют сфокусировать пучок света лазера системой обычных зеркал и линз и получить очень маленькое изображение, яркость которого за яркость источника света.

5. Лазеры являются наиболее мощными источниками излучения.

Лазеры применяются в промышленности (например, для прожига в различных материалах отверстий с малым диаметром, обработки микроэлементов электронной аппаратуры, сварка).

В медицине с их помощью осуществляется своеобразное точечная сварка тканей: приваривается сетчатка глаза при ее отслойке. Лазерное излучение имеет применение в лечении раковых опухолей, в стоматологии.

Перспективным является применение лазерного луча в средствах связи. Лазерная связь на малых расстояниях используется в городских системах телефонной связи. Во многих странах мира ведутся работы по созданию телевизионных систем, оптических, вычислительных машин и т. д. на основе использования лазеров.

Применяя лазеры, получают цветные объемные изображения предметов в фотографии, кино и телевидении, используя когерентность лазерного луча (так называемая голография).

Чрезвычайно широко используются лазеры в научных исследованиях. С помощью лазеров удалось повторить эксперимент Майкельсона — Морли, повысив его точность примерно в тысячу раз. Лазеры используются при исследованиях атмосферы, в геодезических исследованиях, при изучении дрейфа материков т. д..

Излучения лазеров охватывает диапазон длин волн от 0,6 до 3,5 мкм. Для того чтобы получить излучение в ультракоротком диапазоне (менее 0,6 мкм), используют квантовые генераторы — мазеры. Газовые i твердотельные мазеры имеют мощность до 1% от потребляемой.

Реферати :

• изменения мяса при пастеризации
• зерновые продукты гигиеническая характеристика
• качество шкур свиней
• крайнюк л.м харьков 2000
• лекция замес теста и способы его рыхления
• нва-1 вибрация
• технохимический контроль производства мясных баночных консервов
• правила эксплуатации установок для снятия шкуры животных
• виды банкетов и их характеристика