Forskjellen mellom vanlig lys og laserlys
Share
Hovedforskjell - Ordinært lys mot laserlys
Både vanlig lys og laserlys er elektromagnetiske bølger. Derfor reiser begge med lysets hastighet i vakuum. Imidlertid har laserlys svært viktige og unike egenskaper som ikke kan ses i naturen. Vanlig lys er divergerende og usammenhengende mens laserlys er svært retningsbestemt og sammenhengende. Vanlig lys er en blanding av elektromagnetiske bølger som har forskjellige bølgelengder. LAserlyset, på hånden, er monokromatisk. Dette er hoved- forskjell mellom vanlig lys og laserlys. Denne artikkelen fokuserer på forskjellene mellom vanlig lys og laserlys.
Hva er vanlig lys
Sollys, lysstofrør og glødelamper (Tungsten glødelamper) er de mest nyttige vanlige lyskildene.
Ifølge teorier utsender ethvert objekt med en temperatur som er større enn absolutt null (0K) elektromagnetisk stråling. Dette er det grunnleggende konseptet som brukes i glødelamper. En glødelampe har en wolframfilament. Når pæren er slått på, forårsaker den anvendte potensialforskjellen elektronene å akselerere. Men disse elektronene kolliderer med atomkjerner innen kortere avstander, da Tungsten har en høy elektrisk motstand. Som et resultat av elektron-atomkjerne-kollisjoner, endrer elektronikkens momentum, overfører noe av sin energi til atomkjernene. Så, Tungsten filamentet varmer opp. Det oppvarmede filamentet fungerer som en svartbody og avgir elektromagnetiske bølger som dekker et bredt frekvensområde. Det avgir mikrobølger, IR, synlige bølger, etc. Bare den synlige delen av spektret er nyttig for oss.
Solen er en superoppvarmet svartbody. Derfor utsender det en enorm mengde energi i form av elektromagnetiske bølger, som dekker et bredt spekter av frekvens fra radiobølger til gammastråler. I tillegg sender enhver oppvarmet kropp stråling, inkludert lysbølger. Bølgelengden som tilsvarer den høyeste intensiteten av en svartbody ved en gitt temperatur, er gitt av Wiens forskyvningsloven. I følge Wiens forskyvningslover reduseres bølgelengden som tilsvarer den høyeste intensiteten etter hvert som temperaturen øker. Ved romtemperaturen faller bølgelengden til den høyeste intensiteten av en gjenstand i IR-regionen. Imidlertid kan bølgelengden som svarer til den høyeste intensiteten justeres ved å øke temperaturen i kroppen. Men vi kan ikke stoppe utslipp av elektromagnetiske bølger som har andre frekvenser. Derfor er slike bølger ikke monokromatiske.
Normalt er alle vanlige lyskilder divergerende. Med andre ord sender alminnelige lyskilder elektromagnetiske bølger til alle retninger tilfeldig. Det er heller ikke noe forhold mellom faser av utstrålede fotoner. Så, de er usammenhengende lyskilder.
Generelt er bølgene utsendt av vanlige lyskilder polychromatiske (bølger som har mange bølgelengder).
Hva er Laser Light
Begrepet "LASER" er et akronym for Light ENmplification av Stimulated Eoppdrag av Radiation.
Generelt forblir de fleste atomer i et materialmedium i deres grunntilstander som jordtilstander er de mest stabile tilstandene. Imidlertid eksisterer en liten prosentandel av atomene ved spennende eller høyere energitilstander. Prosentandelen av atomene finnes ved høyere energitilstander avhenger av temperaturen. Høyere temperaturen, høyere antall atomer eksisterer på et gitt spennende energinivå. Spente stater er svært ustabile. Så levetiden til de opphissede tilstandene er svært kort. Derfor frigjør eksiterte atomer de-excite til deres grunntilstander umiddelbart å frigjøre sin overskytende energi som fotoner. Disse overgangene er probabilistiske og trenger ikke noe stimulus fra utsiden. Ingen kan si når et gitt spennende atom eller molekyl kommer til å de-excite. Fasen av fotonene som sendes ut er tilfeldig, da overgangsprosessen også er tilfeldig. Enkelt er utslippene spontane, og fotoner utgitt når overgangene oppstår, er ute av fase (usammenhengende).
Imidlertid har enkelte materialer høyere energitilstande med høyere levetid (Slike energitilstander refereres til som metastabile tilstande.). Derfor returnerer et atom eller molekyl fremmet til en metastabil tilstand ikke umiddelbart til sin jordtilstand. Atomer eller molekyler kan pumpes til deres metastabile tilstander ved å forsyne energi fra utsiden. Når de er pumpet til en metastabil tilstand, eksisterer de i lang tid uten å komme tilbake til bakken. Så, prosentandelen av atomene som finnes i metastabil tilstand, kan i stor grad økes ved å pumpe flere og flere atomer eller molekyler til metastabell tilstand fra grunntilstanden. Denne situasjonen er helt motsatt til den normale situasjonen. Så kalles denne situasjonen populasjonsinversjon.
Imidlertid kan et atom som eksisterer i en metastabel tilstand stimuleres til å de-excitere ved en hendelsesfoton. Under overgangen blir en ny foton sendt ut. Hvis den innkommende fotonens energi er nøyaktig lik energiforskjellen mellom metastabiltilstanden og bakken, vil fasen, retningen, energien og frekvensen til det nye bildet være identisk med det som er til stede for fotofilen. Hvis materialmediet er i populasjonsinversjonstilstanden, vil den nye foton stimulere et annet spennende atom. Til slutt vil prosessen bli en kjedereaksjon som utsender en flom av identiske fotoner. De er sammenhengende (i fase), monokromatisk (enkeltfarge) og retningsbestemt (reiser i samme retning). Dette er den grunnleggende laservirkningen.
De unike egenskapene til laserlys som koherens, retningsevne og smalt frekvensområde er de viktigste fordelene som brukes i laserapplikasjoner. Basert på typen av lassemedier finnes det flere typer lasere, nemlig faststofflasere, gasslasere, farvestråler og halvlederlasere.
I dag brukes lasere i mange forskjellige applikasjoner mens flere nye applikasjoner blir utviklet.
Forskjellen mellom vanlig lys og laserlys
Emisjonens type:
Vanlig lys er en spontan utslipp.
Laserlys er en stimulert utslipp.
sammenheng:
Vanlig lys er usammenhengende. (Fotoner utgitt av en vanlig lyskilde er ute av fase.)
Laserlys er sammenhengende. (Fotografier utgitt av en laser lyskilde er i fase.)
retningen:
Vanlig lys er divergerende.
Laserlys er svært retningsbestemt.
Monokromatisk / Polykromatisk:
Vanlig lys er polykromatisk. Den dekker et bredt spekter av frekvenser. (En blanding av bølger som har forskjellige frekvenser).
Laserlys er monokromatisk. (Dekker et svært smalt frekvensområde.)
Applikasjoner:
Vanlig lys brukes til å belysning et lite område. (Hvor divergens av lyskildene er svært viktig).
Laserlys brukes i øyekirurgi, tattoo fjerning, metall skjære maskiner, CD-spillere, i atomfusjon reaktorer, laser utskrift, strekkode lesere, laser kjøling, holografi, fiberoptisk kommunikasjon, etc.
fokusering:
Vanlig lys kan ikke fokuseres til et skarpt sted da vanlig lys er divergerende.
Laserlys kan være fokusert på et veldig skarpt sted da laserlyset er svært retningsbestemt.
