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O processo de funcionamento do Laser
A palavra laser significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, traduzindo do inglês seria Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação.
O laser é uma luz que possui algumas características que o tornam útil para nas mais diversas áreas. Veremos como ele funciona e quais são essas características.
A produção do lazer se dáprimeiramente numa escala subatômica. A estrutura dos átomos é basicamente um núcleo formado por prótons (partículas com carga positiva) e nêutrons (partículas com carga neutra), este núcleo pode ser cerca de até 100 mil vezes menor que o átomo. Ao redor do núcleo, ficam os elétrons (partículas com carga negativa), estes elétrons circulam o núcleo em camadas e em um átomo estável, o número deelétrons é sempre igual ao número de prótons.
Os elétrons de um átomo ocupam órbitas de acordo com o número de elétrons do mesmo e de acordo com a energia contida nesse elétron. Quando um elétron passa de uma órbita para outra ocorre emissão ou absorção de energia. A quantidade de energia absorvida ou emitida pelo elétron nas suas transições de órbita é chamada de fóton.
No caso, quando o elétron sobe(sai de perto do núcleo) um número de camadas ele consome fótons e quando ele desce (se aproxima do núcleo) ele libera fótons. A luz de uma maneira geral é gerada por esse processo de elétrons subindo e descendo de órbitas.
A luz e o lazer são formados por fótons. Os elétrons não ficam transitando entre as órbitas do nada. Portanto é preciso induzi-los a fazer essa movimentação para que sejamgerados os fótons. Pode-se induzir os elétrons de átomos de algum gás a fazer este movimento através da submissão desse gás a baixas pressões e a altas voltagens.
Expondo o hidrogênio, por exemplo, a baixa pressão e submetendo-o a alta voltagem através de dois eletrodos, ocorre a emissão de elétrons do catodo (eletrodo com carga negativa) até o anodo (eletrodo com carga positiva), como entre ocatodo e o anodo estará o hidrogênio em baixa pressão os elétrons emitidos pelo catodo irão se chocar com os elétrons dos átomos de hidrogênio. Quando atingidos pelos elétrons livres os elétrons do hidrogênio adquirem energia e sobem uma ou mais órbitas. Como os elétrons ficam instáveis quando estão nas camadas mais externas do que a original, existe uma tendência natural a eles voltarem a sua órbitaoriginal e nesse processo ocorre a liberação de fótons.
No processo de produção do laser utiliza-se a emissão estimulada onde elétrons em estado excitado são utilizados para produzir os fótons. Esses elétrons por estarem excitados se encontram em camadas eletrônicas acima da sua camada original no átomo e que por estarem nessa posição são instáveis e estão sujeitos a voltar à posição originalcaso haja algum catalisador. Este catalisador seria um fóton externo que colide com o elétron fazendo com que ele volte para a sua camada original liberando outro fóton de energia igual ao fóton que catalisou o processo. Nesse caso os dois fótons saem do sistema juntos com a mesma quantidade de energia e na mesma direção.
Esses fótons que surgiram na emissão estimulada irão catalisar o mesmoprocesso em outros átomos. Gerando uma espécie de reação em cascata. O raio-laser é basicamente a luz, ou seja, os fótons provenientes do decaimento dos elétrons.
Feixe de laser ainda pode ser canalizado e amplificado por meio do uso de espelhos que podem ser colocados um em cada extremidade da amostra, esses fótons que emergem do sistema são direcionados de volta para o mesmo o que amplifica apotencia do lazer, pois os fótons irão reagir numerosas vezes com os átomos de oxigênio liberando mais fótons. Por fim o feixe de luz que sairá do sistema terá uma intensidade enorme.
Através de uma abertura em dos espelhos o feixe pode ser direcionado para enfim chegar ao produto final que é o raio-laser. Desde quando foi inventado o laser já pode ser utilizado em inúmeras experiências, como medir...
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