雷射 組員: 資料收集:李盛禾 報告1:林修筑 報告2:張智勇 投影片製作: 吳柏緯 書面資料: 林承頤
雷射的原理 一般的光線具多相(由不同波長的光組合而成)和散發性,所以照度和距離平方成反比。雷射光則是單相光,光線在雷射管中,反覆地『反射→激發→反射』,能量逐漸累積,且光線的方向一致。所以雷射光具有高能量及低散發性。可以利用這個特性。
激光就是雷射? 相信激光這名詞對大家來說一點也不陌生。在日常生活中,我們常常接觸到激光,例如在課堂上我們所用的激光指示器,與及在電腦或音響組合中用來讀取光碟資料的光碟機等等。在工業上,激光常用於切割或微細加工。在軍事上,激光被用來攔截導彈。科學家也利用激光非常準確地測量了地球和月球的距離,涉及的誤差只有幾厘米。激光的用途那麼廣泛,究竟它是如何產生的呢?以下我們將會闡釋激光的基本原理。 激光的發展有很長的歷史,它的原理早在 1917 年已被著名的物理學家愛因斯坦發現,但要直到 1958 年激光才被首次成功製造。 激光英文名是 Laser,即 Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation 的縮寫。激光的英文全名已完全表達了製造激光的主要過程。但在闡釋這個過程之前,我們必先了解物質的結構,與及光的輻射和吸收的原理。
它是筆直,不易散開的(低發散性) 直徑一公釐的雷射光束,射到一公里外時,直徑大約是10公分,而一般的光源容易散開,光度與距離的平方成反比。雷射的這個特性被用來做為遠距離的測量,光纖通訊,光束武器,精密加工,節日慶點的雷射秀,以及工程、環境、軍事、生物體等的遙測。有一次為社會治安而走的遊行曾經用雷射光將「認錯」兩個字投射到總統府的牆上,就是利用雷射的這個特性。
激發是什麼 下面是雷射器實驗.(美國軍事) 激發光子指的應該是,愛因斯坦的光電效應中,利用一定頻率的光波,打在一種金屬上面,然後因為光波帶有能量,他的能量就將金屬原子的電子打擊出來,而由於電子受打擊有能階的躍升(電子從某一個軌域跑到另一個軌域),能階躍升就會放出光子。
它是很強(很亮)的(高強度) 由於雷射是單一波長且相當平行的光,所以能夠將其聚焦至很小的一點,造成很亮的效果,物理學術語稱它很「強」,或強度很高。醫學上利用雷射的這個特性來精準的切割或氣化組織,工業上則用來切割厚的金屬。
雷射的應用 工業上應用雷射來切割金屬材質,和做表面處理,如硬化處理,使材料更耐磨,或在金屬材料表面敷以異質層(在鋁的表面敷以鐵、鎳、錳或銅,可以將其抗熱度提昇,醫學上用雷射來切割組織,氣化腫瘤。來做表面處理,像消除不要的刺青,胎記,痣等,近年來更用雷射來改變角膜表面的曲度,以治療近視。博物館也用雷射來做表面處理,例如用雷射來消除古物或古畫上的發黴,以及類似的文物修護。工業上用雷射來焊接金屬,醫學上則用雷射來鎔接血管或神經,但是還在嘗試階段,尚未普遍使用。工業上用雷射來鑽孔,例如:鑽石和奶嘴的穿孔,噴霧器氣閥鑽孔等。 醫學上也用雷射來鑽孔,例如冠狀動脈狹窄或阻塞的病人常造成心肌梗塞或缺血,可以用雷射在心肌上鑽許多小孔,使心臟內的血液經由這些小孔來供給心肌。另外在藥物膠囊鑽孔,可以使藥物穩定而緩慢的釋放出來,這是雷射鑽孔在醫療上的另一個應用。 在超級市場結帳時的條碼判讀器,演講時使用的雷射指示器,偵測車輛速度的雷射超速偵測器,雷射舞會,節日慶典的雷射秀,雷射藝術等等均離不開雷射。
心得 雷射對於我們人類的生活擁有許多的幫助,也因為科學家們的發現造就了現在的社會,或許我們認為雷射並不是很了不起,但是事實上我們知道是什麼原理嗎?做了這份的報告也讓我們更加的了解雷射。 參考資料:維基百科、Yahoo知識+、牛頓小百科