Examkin

Question

Difficulty: HardLazer Işınları

Lazer ışığı (LASER - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), uyarılmış emisyon yoluyla ışığın şiddetlendirilmesi esasına dayanır.

Uyarılmış emisyon ve lazer ışığının özellikleri ile ilgili;

I. Aktif ortamda uyarılmış enerji seviyesindeki atom sayısının, temel seviyedeki atom sayısından fazla olması durumu olan 'tersine birikim' (population inversion) gerçekleşmeden sürekli lazer ışıması elde edilemez.
II. Uyarılmış emisyon sürecinde, uyarılmış bir elektronun alt enerji seviyesine geçmesini tetikleyen dış foton, bu geçiş s��rasında kendisi soğurulmadan sistemden ayrılır ve yanına yeni bir foton katarak yollarına devam ederler.
III. Lazer ışını yüksek enerjili ve odaklanmış olduğundan, boşluktaki yayılma hızı, aynı frekanstaki sıradan bir ışık kaynağının yaydığı ışığın boşluktaki yayılma hızından daha büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IIAnswer
  4. D
    I ve III
  5. E
    I, II ve III

Answer

Birinci ve ikinci öncüller doğrudur. Sürekli lazer ışığı elde etmek için tersine birikim şarttır ve uyarılmış emisyonda tetikleyici foton soğurulmadan yeni oluşan fotonla birlikte aynı fazda yayılır. Lazer ışığının boşluktaki yayılma hızı sıradan ışıkla aynıdır.
Lazer ışığının üretilmesi için öncelikle aktif ortamdaki atomların çoğunun uyarılmış seviyede olması, yani tersine birikim durumunun sağlanması gerekir; dolayısıyla birinci öncül doğrudur. Uyarılmış emisyonda elektronu tetikleyen foton soğurulmaz ve yeni salınan fotonla birlikte aynı doğrultuda, aynı fazda ve aynı enerjide hareket ederler; bu yüzden ikinci öncül de doğrudur. Lazer ışığı bir elektromanyetik dalgadır ve boşlukta yayılma hızı sıradan ışığın boşluktaki hızıyla aynı olup ışık hızına eşittir; bu sebeple üçüncü öncül yanlıştır. Sonuç olarak birinci ve ikinci öncüller doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Tersine birikim (population inversion) kavramının analiz edilmesi
Lazer ışığının sürekli elde edilebilmesi için aktif ortamda uyarılmış durumdaki atom sayısının temel durumdakilerden fazla olması gerekir. Bu duruma tersine birikim denir. Dolayısıyla I. öncül doğrudur.
Lazerin sürekli çalışabilmesi için uyarılmış emisyon olayının zincirleme reaksiyon şeklinde devam etmesi gerekir.
2
Uyarılmış emisyon mekanizmasının incelenmesi
Uyarılmış bir atoma dışarıdan gönderilen uygun enerjili foton, elektronu alt seviyeye geçmeye zorlar. Bu esnada elektron alt seviyeye geçerken bir foton yayınlar. Tetikleyici foton soğurulmaz, yayılan yeni fotonla birlikte aynı faz, frekans ve doğrultuda hareket ederler. Dolayısıyla II. öncül doğrudur.
Uyarılmış emisyon sürecinde foton kaybı olmaz, aksine foton sayısı iki katına çıkar.
3
Lazer ışığının boşluktaki yayılma hızının değerlendirilmesi
Lazer ışığı bir elektromanyetik dalgadır. Tüm elektromanyetik dalgalar boşlukta aynı hızla, yani ışık hızı olan cc hızıyla yayılır. Lazer ışığının hızı sıradan ışığın hızından büyük değildir. Dolayısıyla III. öncül yanlıştır.
Elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızı dalganın genliğine, enerjisine veya frekansına bağlı olmayıp sadece ortama bağlıdır.

Key Concept

Lazer ışınlarının uyarılmış emisyon yoluyla üretilmesi ve temel özellikleri
Rate this question

Topics

Lazer Işınları

More questions from this topic