Examkin

Soru

Zorluk: OrtaLazer Işınları

Bir laboratuvarda lazer ışığı elde etme süreci ve oluşan lazer ışınının özellikleri ile ilgili çalışan bir öğrenci şu hipotezleri kurmuştur:

I. Lazer ışığı üretimi, uyarılmış enerji seviyesindeki atomların, dışarıdan gelen uygun enerjili bir tetikleyici fotonun etkisiyle aynı fazda ve aynı enerjide fotonlar yayması (uyarılmış emisyon) esasına dayanır.
II. Aktif ortamdaki (aktif medyum) atomların optik pompalama yöntemiyle uyarılması sürecinde, gönderilen uyarım fotonlarının enerjisi, atomun uyarılma enerji seviyeleri arasındaki farktan büyük olan herhangi bir değerde seçilebilir.
III. Uyarılmış emisyon sonucu yayılan ve yüksek şiddete ulaşan lazer ışığının boşluktaki yayılma hızı, uyarımı tetikleyen ilk fotonun boşluktaki yayılma hızından daha büyüktür.

Buna göre, öğrencinin kurduğu hipotezlerden hangileri doğrudur?

  1. Yalnız ICevap
  2. B
    Yalnız II
  3. C
    I ve II
  4. D
    I ve III
  5. E
    II ve III

Cevap

Lazer ışığı uyarılmış emisyon mekanizmasıyla elde edildiğinden birinci hipotez doğrudur. Atomların fotonla uyarılmasında tam enerji uyumu gerektiğinden ikinci hipotez, elektromanyetik dalgaların boşluktaki hızı sabit ve ışık hızına eşit olduğundan üçüncü hipotez yanlıştır. Dolayısıyla doğru seçenek Yalnız I olmalıdır.
Lazer ışınları, uyarılmış durumdaki atomların uyarılmış emisyon yapması ilkesine göre üretilir. Uyarılmış emisyonda salınan foton ile tetikleyici foton aynı faz ve frekanstadır. Bu durum birinci öncüldeki hipotezi doğru kılar.

Adım Adım Çözüm

1
Uyarılmış emisyon hipotezini doğrulamak
Uyarılmış emisyonda, uyarılmış bir elektronun dışarıdan gelen ve enerjisi iki seviye arasındaki farka eşit olan bir foton yardımıyla temel seviyeye geçmesi tetiklenir. Bu sırada gelen foton ile aynı fazda, aynı yönde ve frekansta bir foton daha salınarak ışık kuvvetlendirilir. Bu durum birinci hipotezi doğrular.
Lazer ışığının temel üretim mekanizmasının fiziksel doğruluğunu kontrol etmek.
2
Atomların fotonla uyarılma koşulunu incelemek
Bir atomun foton soğurarak uyarılması için gelen fotonun enerjisinin, atomun iki enerji seviyesi arasındaki farka (Eu−EtE_u - E_t) tam olarak eşit olması gerekir. Foton enerjisi bu farktan büyük veya küçük olduğunda (iyonlaşma hariç) soğurulma gerçekleşmez. Bu sebeple ikinci hipotez yanlıştır.
Optik pompalama yöntemiyle uyarılmadaki enerji sınırını belirlemek.
3
Lazer ışığının boşluktaki yayılma hızını analiz etmek
Lazer ışığı da uyarılmayı tetikleyen foton da elektromanyetik dalgadır. Tüm elektromanyetik dalgalar boşlukta, genliklerinden veya şiddetlerinden bağımsız olarak ışık hızıyla (cc) yayılırlar. Dolayısıyla üçüncü hipotez yanlıştır.
Işık şiddetinin boşluktaki yayılma hızına etki etmediğini göstermek.

Anahtar Kavram

Lazer ışığının uyarılmış emisyon mekanizması ile üretilmesi, fotonla uyarılmadaki kuantumlu enerji şartı ve elektromanyetik dalgaların boşluktaki hızının sabitliği.
Bu soruyu puanla

Konular

Lazer Işınları

Bu konudan daha fazla soru