Soru

Zorluk: OrtaLazer Işınları

Modern fizik teknolojisinde çok geniş bir kullanım alanına sahip olan lazerlerin çalışma prensipleri, bileşenleri ve ürettikleri ışığın özellikleri hakkında bazı temel kavramlar aşağıda verilmiştir.

Buna göre, sol sütunda verilen kavramları sağ sütunda verilen en uygun açıklamalarıyla eşleştiriniz.

  • Uyarılmış EmisyonDışarıdan gelen tetikleyici bir fotonun etkisiyle, uyarılmış atomun alt enerji seviyesine geçerek gelen fotonla aynı yönde, fazda ve frekansta özdeş bir foton daha yayması sürecidir.
  • Tersine BirikimBir aktif ortamda, üst enerji seviyesinde bulunan uyarılmış atom sayısının alt enerji seviyesinde bulunan atom sayısından daha fazla olması durumudur.
  • Optik RezonatörYayınlanan fotonların aynalar arasında sürekli yansıtılarak uyarılmış emisyonun çığ etkisi oluşturmasını sağlayan geri besleme düzeneğidir.
  • Uyumlu (Koherent) IşıkYayılan ışık dalgalarının uzayda ve zamanda aynı faz ilişkisini koruyarak hareket etmesi ve kararlı girişim desenleri oluşturabilmesi özelliğidir.

Cevap

Uyarılmış Emisyon kavramı foton tetiklemesiyle başlayan özdeş foton yayımıyla; Tersine Birikim kavramı üst seviyedeki uyarılmış atom yoğunluğunun alt seviyeden fazla olmasıyla; Optik Rezonatör kavramı aynalar vasıtasıyla fotonların geri beslenmesiyle; Uyumlu (Koherent) Işık kavramı ise ışık dalgalarının aynı faz ve frekans ilişkisini korumasıyla eşleşir.
Lazerlerin çalışması ve özellikleri ile ilgili temel fiziksel kavramların tanımları doğru şekilde eşleştirilmiştir. Uyarılmış emisyon, lazer ışığının şiddetlendirilmesini sağlayan temel kuantum mekaniksel süreçtir. Tersine birikim, bu sürecin sürekli kılınması için gerekli olan atomik dağılım koşuludur. Optik rezonatör, bu emisyonu çığ gibi büyütecek geri besleme ortamını (aynalar sistemini) oluşturur. Uyumlu (koherent) ışık ise tüm bu süreçlerin sonucunda elde edilen, dalgaları aynı fazda ve frekansta olan lazer ışınının temel niteliğidir.

Adım Adım Çözüm

1
Uyarılmış emisyon sürecinin temel mekanizmasını belirlemek
Uyarılmış emisyon, uyarılmış bir atomun dışarıdan gelen bir fotonun tetiklemesiyle alt seviyeye geçmesi ve gelen fotonla özdeş bir foton salmasıdır.
Bu kavram, uyarılmış atomun tetiklenerek aynı yönde, fazda ve frekansta özdeş foton üretmesi açıklamasıyla eşleşmektedir.
2
Tersine birikim durumunun fiziksel koşulunu tanımlamak
Tersine birikim, aktif ortamdaki uyarılmış atomların sayısının temel durumdaki atom sayısından fazla olmasıdır.
Bu kavram, üst enerji seviyesindeki atom sayısının alt seviyedekinden fazla olması açıklamasıyla eşleşmektedir.
3
Optik rezonatörün lazer sistemindeki rolünü belirlemek
Optik rezonatör, paralel aynalar kullanarak fotonları aktif ortam içinde geri yansıtıp emisyonu çığ etkisiyle artıran sistemdir.
Bu kavram, fotonların aynalarla geri besleme yapılarak şiddetlendirilmesini sağlayan düzenek açıklamasıyla eşleşmektedir.
4
Uyumlu (koherent) ışık özelliğinin optik anlamını çözümlemek
Uyumlu ışık, yayılan dalgaların zaman ve uzayda aynı faz ilişkisini koruyarak hareket etmesidir.
Bu kavram, ışık dalgalarının aynı faz ve frekansa sahip olması ve girişim yapabilmesi açıklamasıyla eşleşmektedir.

Anahtar Kavram

Lazer Işınlarının Elde Edilme İlkeleri ve Özellikleri
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla