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レーザーに関係する科学的原則は何ですか?

レーザーの背後にある科学的原理は、刺激放出です 。これが故障です:

* 原子とエネルギーレベル: 原子には、特定のエネルギーレベルに存在する電子があります。電子がエネルギー(光など)を吸収すると、より高いエネルギーレベルにジャンプします。これは励起と呼ばれます 。

* 自発放出: 励起された電子は、自発的に低いエネルギーレベルに戻り、吸収されたエネルギーを光子(光)として放出できます。これは自発放出です 。

* 刺激放出: レーザーの鍵は、刺激放出です 。 励起された原子が、電流レベルと低いエネルギーレベルの間に正確なエネルギーの違いを持つ光子によって打たれる場合、別の光子を放出するように刺激されます。この新しい光子は、刺激光子と同じ特性(周波数、位相、方向)を持っています。

* レーザー作用: レーザーでは、媒体(ガス、液体、固体など)をエネルギーで汲み上げて、多くの原子を励起します。これにより、基底状態よりも多くの原子が励起状態にある母集団の反転が生まれます。次に、刺激的な光子が刺激された排出のカスケードを引き起こし、コヒーレントな光のビームをもたらします。

* コヒーレント: レーザービーム内のすべての光子は同じ周波数と位相を持ち、ビームに特別な特性を与えます。

* 方向: 光は焦点を絞り、狭いビームに増幅されます。

* 単色: すべての光子は同じ色(波長)を持っています。

レーザーの重要なコンポーネント:

* ゲインメディア: 刺激された放出にエネルギーを提供する材料。

* ポンプ出典: ゲイン媒体を励起するエネルギーを提供します。

* 光キャビティ: ゲイン媒体を介して光子を前後に反映し、刺激された排出量を増幅するミラー。

要約すると、レーザーは、刺激された放射を使用して、コヒーレント、単色、方向の光のビームを生成するデバイスです。

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