SCOPUL LUCRARII:
-ilustrarea fizicii prin arta
-evidentierea unui filon artistic reprezentat prin picturi contemporane si clasice inspirate din fenomene optice in natura
-creearea unor exercitii interactive noi
-crearea unei animatii ce explica formarea aurorei boreale
-raspunsuri la semne de intrebare:De ce este cerul albastru ? De ce este amurgul rosiatic ?
SCOPUL LUCRARII:
-ilustrarea fizicii prin arta
-evidentierea unui filon artistic reprezentat prin picturi contemporane si clasice inspirate din fenomene optice in natura
-creearea unor exercitii interactive noi
-crearea unei animatii ce explica formarea aurorei boreale
-raspunsuri la semne de intrebare:De ce este cerul albastru ? De ce este amurgul rosiatic ?
Construiește un detector LISA pentru undele gravitaționaleNicolae Sfetcu
Această activitate se focalizează pe undele gravitaționale și tehnologia NASA dezvoltată pentru a le detecta în spațiu. Activitatea presupune construirea unui interferometru metaforic care demonstrează modul în care funcționează misiunea (și toată interferometria).
Putem imita într-un mod simplu tehnologia de interferometru cu laser precisă a LISA folosind materiale obișnuite și trei persoane pentru cele trei nave spațiale LISA. Veți construi trei modele de „interferometru cu fascicul laser” pentru întreaga clasă. Fiecare dintre aceste modele va reprezenta o parte a triunghiului format din cele trei nave spațiale LISA, iar cele trei persoane vor fi „atașate” la două dintre laturile sale.
Discipline: fizică (lumină, lasere, interferometrie), matematică (proporții).
Activitate: activitate practică în grupuri mici și discuții în clasă.
4. Terminologie DespreefectulLASER se cunoscdejafoartemulte. Aceastaramura a stiintei s-a dezvoltatfoartemult de la inceputurile sale (1955-1965) sipana in ziua de astazi. Desi bazele teoretice erau mai mult sau mai putin stabilite, primii care reusesc sa concretizeze toate teoriile si presupunerile au fost doi rusi si un american.
5. CuvantulLASER, acronimcreat din initialelecuvintelorenglezesti Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation amintestemodul de producere al acesteiradiatii:amplificareaprinemisiestimulata. Un laser este un dispozitiv care emiteradiatiielectromagneticeprintr-un process numitamplificareoptica.Acestproces se bazeazapeemisiastimulata a fotonilor.
6. In stiinta moderna prin “lumina” ne putem gandi si la lasere cu infrarosu, lasere ultraviolete, radiatii X etc. Dinpunct de vederetehnic, laserul este un oscilatoroptic.
7. Istoric In ordine sunt prezentati Charles H. Townes (Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, USA; nascut in 1915), Nicolay Gennadiyevich Basov (Lebedev Institute for Physics Akademija Nauk Moscow, URSS; nascut in 1922) si Aleksandr Mikhailovich Prokhorov (Lebedev Institute for Physics Akademija Nauk Moscow, URSS; nascut in 1916). Cei trei au impartit premiul Nobel atribuit in 1964 pentru "cercetarile fundamentale in domeniul electronicii cuantice care au condus la construirea oscilatoarelor si a amplificatorilor bazati pe principiul maser-laser“.
8. In anul 1917, Albert Einstein a publicatinformatiidespre laser si maser in ziarulOn the Quantum Theory of Radiation . Cel care a descoperitacestfenomen a fost Max Planck fiindbazatpelegileradiatieielectromagnetice.In 1928, Rudolf Landerburgconfirmaexistentaemisiei stimulate si a inversiei de populatie.
9. In 1957 Charles Hard Townes si Arthur Leonard Schawlow au inceputstudiileaspuralaserului cu infrarosu.Peparcursacestia au abandonatradiatiileelectromagneticesi s-au axatmaimultefectulluminii.Originalacest concept se numea “maser optic”. Intr-o conferinta in anul 1959, Gordon Gould a publicattermenul de LASER in revistaLASERUL.Innotiteleacestuia se gasescinformatiidespreposibileaplicatii ale laseruluiprecum:spectrometria, radarulsifuziuneanucleara.Acontinuatsadezvolteacesteideisi a realizat o aplicatie in aprilie 1959.
10. In 1960 a fostcreatprimul laser functionabil la Laboratoarele de cercetare Hughes in Malibu California. Acestafolosea un cristal de rubinpentru a emite laser de culoarerosu. Mai tarziu in 1960, iranianul Ali Javan a construitprimul laser cu gaz care foloseaheliusi neon acestafiindcapabilsaemitacontinuu raze infrarosu.
11. Sistemul de excitareestenecesarpentruobtinerea de sistemeatomice cu mai multi atomiintr-o stare energeticasuperioara. Existamaimultemoduri de a realizaexcitareaatomilor din mediulactiv, in functie de naturamediului. Rezonatorul optic este un sistem de lentilesioglinzinecesarepentruprelucrareaoptica a radiatieiemise. Desi la iesirea din mediulactivrazele laser suntaproape perfect paralelerezonatorul optic estefolositpentrucolimareamultmaiprecisa, pentruconcentrarearazelorintr-un punctcalculat, pentrudispersiarazelorsaualteaplicatiinecesare.
12. Partileconstituente ale unui laser sunt : mediulactiv, sistemul de excitaresirezonatorul optic. Parteaesentiala a unuidispozitiv laser o constituiemediulactiv, adica un mediu in care se gasescatomiiaflatiintr-o stare energeticasuperioaracelei de echilibru. In acestmediuactiv se produce amplificarearadiatieiluminoase (dacaavem o radiatieluminoasaincidenta) sauchiaremisiasiamplificarearadiatieiluminoase (daca nu avem o radiatieluminoasaincidenta).
13. Tipuri de lasere Dupanaturamediuluiactivdeosebimmaimultetipuri de laser. Printreacestearegasimlaserul cu rubin, la care distingembara de rubintratatdreptmediulactiviaransamblulsursa de lumina plus oglinzipoartarolul de sistem de excitare. Laserul cu gazfolosesteamestecuri de gaze rare (He, Ne, Ar, Kr) sau CO2 dreptmediuactivsi o sursa de curent electric legata la doielectroziiaurolul de sistem de excitare.
14. Laserul cu gaz Bazatpelaserul cu heliusi neon, laserul cu gaz a fostconceputpentru a amplificaluminacoerent.Multelasere de acest gen au fost create cu diferitescopuri cum arfilaboratoarele de cercetare.Altelaseresuntfolositepentru a taiasisuda.
17. Laserul cu semiconductor La aplicareauneitensiunielectricepe o jonctiune p-n, are loc injectia de purtatori in jonctiune,recombinareaelectronilor cu golurilefacandu-se cu emisie de fotoni. Mediile active celemaifolositepentrulaserii cu semiconductorisunt: GaAs, GaAlAs , GaP, InSb.Liniileemise de diferitiilaseri cu semiconductori se intindintre 0,3-30 micrometri.
18.
19. Laserul cu microunde Acest laser a fostinventat de Townes siShawlow in 1954. Raza de amoniactreceprintr-un concentrator electrostatic pentru a separamoleculeleaflatepeniveleenergeticesuperioare. Nu este o coincidenta ca efectul laser a fostaplicatpentru prima oara in regiuneamicroundelor. Emisiilespontanesuntproportionale cu cubulfrecventei de tranzitie, fiindmici in aceastaportiune a spectrului, siputandfineglijate, in comparatie cu alteprocese ca emisiile stimulate siabsorptia. Din acestmotivinversiapopulatiilorsuntobtinuteusor cu o energie mica. Prima inversie a populatiilor a fostobtinuta in molecula de amoniac (NH3). Inversiapopulatiilor in moleculele de amoniac se obtineprinseparareafizica a particuleloraflatepeniveleenergeticesuperioare de celeaflatepeniveleenergeticeinferioare.
20. Laserul cu rubinestealcatuit, in principal, dintr-un cristalcilindric de rubin, douaoglinziparalele, argintatesauauritesi un tub de desscarcare, in forma de spirala, umplut cu un gaznobilsiconectat la un condensator de mare capacitate . Dupa cum se stie, rubinuleste un oxid de aluminiu care continemicicantitati de ioni de crom. Cilindrul de rubinutilizat are lungimea de cativacentimetrisidiametrul de cativamilimetri. Laserul cu rubin
21. Celedouaoglinzi plane siparalele, slefuite cu mare grija, suntargintatesauaurite in asafelincatunadintreeleestecompletopaca, iarcealalta partial transparenta, ca sapoatapermiterazelor laser saparaseascainstalatia. Elesuntasezate la capetelecilindrului de rubin, uneori se metalizeazachiarcapetelecilindrului. Tubul de descarcare, in forma de spirala, umplut cu neon, xenon sauamestecuri de neon sicriptonesteconectat la un condensatorsifunctioneazaasemenea blitz-urilor de la aparatelefotografice.
22. Utilizari Tehnica laser se întrebuinţeazăpelargînchirurgieşiînterapie. Cu raza laser introdusăprinpupilă „se sudează” retina desprinsă de peglobulochiuluişi se corecteazădefectele de vedere. Intervenţiilechirurgicaleefectuate cu „bisturiul laser” traumatizeazămaipuţinţesuturile vii. În plus, radiaţia laser de micăputeregrăbeştecicatrizarearănilorşiexercită o influenţăasemeneaacupuncturii. Îningineriageneticăşinanotehnologii (tehnologii care operează cu obiecte de dimensiunile 10-9 m), cu ajutorullaserului se taieşi se combinăfragmente de gene, molecule biologiceşiobiecte cu dimensiuni de ordinulmilionimilor de milimetru.
23. Medicina Tehnica laser se întrebuinţeazăpelargînchirurgieşiînterapie. Cu raza laser introdusăprinpupilă „se sudează” retina desprinsă de peglobulochiuluişi se corecteazădefectele de vedere. Intervenţiilechirurgicaleefectuate cu „bisturiul laser” traumatizeazămaipuţinţesuturile vii. În plus, radiaţia laser de micăputeregrăbeştecicatrizarearănilorşiexercită o influenţăasemeneaacupuncturii. Îningineriageneticăşinanotehnologii (tehnologii care operează cu obiecte de dimensiunile 10-9 m), cu ajutorullaserului se taieşi se combinăfragmente de gene, molecule biologiceşiobiecte cu dimensiuni de ordinulmilionimilor de milimetru.
