Laser

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Conteúdo
Introdução: 3
Como se obtem: 4
Como ele funciona: 5
Tipos de laser: 5
Quais as utilidades do laser: 6
Laser e Suas propriedades: 7
Conclusão: 9

Introdução:

Laser (cuja sigla em inglês significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou seja, Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação) é um dispositivo queproduz radiação eletromagnética com características muito especiais: ela é monocromática (possui onda muito bem definido), coerente (todas as ondas dos fótons que compõe o feixe estão em fase) e colimada (propaga-se como um feixe de ondas praticamente paralelas).

Como se obtem:

Em 1905, Albert Einstein, com o auxílio do trabalho de Max Planck, postulou que a luz é formada por pacotes discretos e bem determinados de energia(quantas), mais tarde chamados de fótons. Em 1913 o dinamarquês Niels Bohr apresentou seu modelo de átomo, onde os elétrons orbitam o núcleo em níveis bem determinados, sendo que só podem "saltar" de um nível para outro se receberem ou emitirem fótons com a quantidade de energia (que pode ser expressa pelo seu comprimento de onda) exata exigida para o salto completo. Em 1925, ErwinSchrödinger e Werner Heisenberg modificaram a forma de se interpretar o modelo de átomo de Bohr postulando que os elétrons são partículas que apresentam propriedades de ondas, cujo comportamento pode ser totalmente explicado pelas funções de onda desenvolvidas por Schrödinger, que prevêem, inclusive, os diferentes níveis que o elétron pode assumir no átomo e as exatas energias associadas. Isso significa que cada tipodeterminado de átomo pode ser excitado (ter a energia de seu último elétron aumentada, com um conseqüente salto desse elétron para determinado nível superior) sempre em quantidades bem definidas, através da absorção de um tipo determinado de fóton, de comprimento de onda específico. Em 1953, Charles Hard Townes, James P. Gordon e Herbert J. Zeiger produziam o primeiro maser (microwave amplificationthrough stimulated emission of radiation), um dispositivo similar ao laser que produz microondas em vez de luz visível. O maser de Townes não tinha capacidade de emitir as ondas de forma continua. Nikolai Basov e Aleksander Prokhorov, da União Soviética, ganhadores do Prêmio Nobel em 1964, trabalharam de forma independente em um oscilador quantum e resolveram o problema da emissão continuautilizando duas fontes de energia com níveis diferentes. Mais tarde o maser foi adaptado para emitir luz visível, então batizado de laser.

Como ele funciona:
O efeito físico por trás do funcionamento do laser é que os átomos de determinados materiais, quando em estado instável de alta energia, se corretamente estimulados decaem sua energia emitindo fótons coerentes com o estímulo original, cujasondas estão em sincronia (em fase) entre si. Einstein descobriu, através de considerações teóricas, que não apenas um átomo absorve um fóton (a partícula de luz) incidente e o reemite ao acaso após certo tempo (emissão espontânea), mas que também este mesmo átomo deve reemitir seu fóton absorvido se um segundo fóton interage com ele (emissão estimulada). O fóton reemitido tem o mesmo comprimento deonda do fóton que o estimulou e, igualmente importante, tem a mesma fase.
Um laser funciona desde que se consiga excitar um número mínimo de átomos de determinado material para um nível de energia superior, de modo a se obter uma inversão de população (quando existem mais átomos excitados do que átomos no estado fundamental). Quando isso ocorre, estimulam-se alguns átomos a emitirem seusfótons, o que vai iniciar um efeito em cascata de modo que o fóton emitido por um átomo estimula o átomo seguinte a emitir outro fóton de igual comprimento de onda e fase, o que vai amplificando a emissão de feixes de luz de comprimento de onda definido e coerente.
Para que tudo isso funcione, entretanto, é necessária uma realimentação, ou seja, por certo tempo manter fótons emitidos...
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