Номер 1, страница 85, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Что такое лазер?

1. Что такое лазер?

Лазер (англ. laser, акроним от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — «усиление света посредством вынужденного излучения») — это устройство, которое генерирует или усиливает электромагнитное излучение, как правило, в видимом, инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне спектра, на основе процесса вынужденного (стимулированного) излучения.

Принцип работы лазера основан на взаимодействии трёх основных компонентов.

Во-первых, это активная (рабочая) среда — вещество (например, кристалл рубина, газовая смесь гелия и неона, специальная жидкость), атомы или молекулы которого способны накапливать энергию и затем отдавать её в виде фотонов.

Во-вторых, это система накачки — внешний источник энергии (например, электрический разряд, свет от мощной лампы или излучение другого лазера), который «закачивает» энергию в активную среду. В результате накачки создаётся состояние инверсии населённостей, при котором число возбуждённых атомов (находящихся на высоком энергетическом уровне $E_2$) превышает число атомов в основном состоянии (на низком уровне $E_1$). Это состояние является нестабильным и необходимым для усиления света.

В-третьих, это оптический резонатор — как правило, два высококачественных зеркала, расположенные по краям активной среды строго параллельно друг другу. Фотоны, спонтанно испускаемые в среде, многократно отражаются от зеркал и проходят через неё снова и снова. Пролетая мимо возбуждённого атома, фотон с энергией, равной разности уровней $E_2 - E_1$, стимулирует его к излучению точной своей копии (фотона с той же энергией, фазой, поляризацией и направлением движения). Этот процесс, называемый вынужденным излучением, приводит к лавинообразному нарастанию числа одинаковых фотонов, движущихся в одном направлении. Одно из зеркал делают полупрозрачным, чтобы часть этого мощного, упорядоченного потока света могла выйти наружу, образуя лазерный луч.

Ответ: Лазер — это квантово-механический генератор, который преобразует энергию накачки (световую, электрическую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического и узконаправленного потока электромагнитного излучения. Его название является акронимом английской фразы Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что означает «усиление света посредством вынужденного излучения».