Lazer ışınları, uyarılmış emisyon yoluyla ışığın kuvvetlendirilmesi esasına dayanır. Moder… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Lazer ışınları, uyarılmış emisyon yoluyla ışığın kuvvetlendirilmesi esasına dayanır. Modern teknolojinin pek çok alanında kullanılan lazer ışınlarının elde edilme s��reci ve bu ışınların fiziksel özellikleri ile ilgili bazı ifadeler aşağıda verilmiştir:

I. Uyarılmış emisyon sürecinde, yarı kararlı enerji seviyesindeki uyarılmış bir atomun daha alt bir enerji seviyesine geçiş yapmasını tetikleyen foton soğurulmaz; süreç sonunda elde edilen yeni foton ise tetikleyici foton ile aynı frekansta, aynı fazda ve aynı doğrultuda yayınlanır.
II. Lazer oluşumunun sürekliliğini sağlamak amacıyla uyarılmış durumdaki atom sayısının ( $N_2$ ) temel durumdaki atom sayısından ( $N_1$ ) fazla olması durumu olan 'tersine birikim' (popülasyon inversiyonu, $N_2 > N_1$ ) gerçekleştirilmelidir.
III. Lazer ışığı, fotonlarının tamamının eş evreli (koherent) olmasından dolayı oldukça yoğun bir enerjiye sahiptir; bu eş evrelilik ve yüksek yoğunluk sayesinde lazer ışığının boşluktaki yayılma hızı, sıradan bir ışık kaynağının boşluktaki yayılma hızından daha büyüktür.

Buna göre, yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur?

A
Yalnız I
B
Yalnız II
I ve IIAnswer
D
II ve III
E
I, II ve III

Answer

I ve II öncüllerini içeren seçenek

Doğru cevap I ve II öncüllerini içeren seçenektir. Uyarılmış emisyonda tetikleyici dış foton soğurulmadan atomun uyarılmış elektronunu alt seviyeye indirir ve süreç sonunda ortaya çıkan yeni foton tetikleyici fotonla tamamen aynı faz, frekans ve yöne sahiptir. Ayrıca lazer oluşumunda uyarılmış emisyonların soğurmaya üstün gelerek zincirleme reaksiyon oluşturabilmesi için uyarılmış haldeki atom sayısının temel haldeki atom sayısından fazla olması (

N_2 > N_1

, tersine birikim) şarttır. Lazer ışığı da bir elektromanyetik dalga olduğundan boşluktaki yayılma hızı diğer tüm ışık türleriyle aynı olup

c

'dir; dolayısıyla yayılma hızı eş evrelilikten etkilenmez.

Step-by-Step Solution

Uyarılmış emisyon sürecinin (I. öncül) temel mekanizmasının incelenmesi

Tetikleyici fotonun soğurulmadığı ve ortaya çıkan fotonla her yönden özdeş (aynı faz, frekans ve yön) olduğu tespit edildi, dolayısıyla birinci öncül doğrudur.

Uyarılmış emisyonda dışarıdan gelen foton atomla etkileşerek elektronu alt düzeye inmeye zorlar fakat kendisi soğurulmaz; ortaya çıkan yeni foton tetikleyiciyle eş evreli olur.

Tersine birikim (II. öncül) kavramının ve lazer oluşumundaki öneminin değerlendirilmesi

Lazer ışığının sürekliliği için uyarılmış durumdaki atom sayısının (

N_2

) temel durumdaki atom sayısından (

N_1

) fazla olması (

N_2 > N_1

) gerektiği belirlendi, dolayısıyla ikinci öncül doğrudur.

Tersine birikim sağlanamazsa soğurma olayı uyarılmış emisyona baskın gelir ve lazer üretimi için gerekli olan foton çığ reaksiyonu gerçekleşemez.

Lazer ışığının boşluktaki yayılma hızının (III. öncül) fiziksel yasalar çerçevesinde sorgulanması

Boşlukta tüm elektromanyetik dalgaların ışık hızıyla (

c

) yayıldığı, koherenslik (eş evrelilik) veya yoğunluğun hızı etkilemediği tespit edildi, dolayısıyla üçüncü öncül yanlıştır.

Işığın boşluktaki yayılma hızı sadece boşluğun dielektrik katsayısı ve manyetik geçirgenliği ile belirlenen evrensel bir sabittir, kaynağın özelliklerine bağlı değildir.

Key Concept

Kendiliğinden ve Uyarılmış Emisyon (Lazer) Mekanizması

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic