Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Laser ?

Qualcuno mi puo' spiegare come funziona il LASER e su quale principio si
basa (perche' il suo raggio rimane quasi a sezione costante a differenza
della luce emessa ad esempio da una normale torcia elettrica ?)
Per piacere mandatemi la risposta anche in e-mail
daf...@iperbole.bologna.it
Grazie      :-)

 Grazie      :-)
  Ciao.
======================
al...@ntt.it
riccard...@hotmail.com
========================

....aggiungo solo che le due qualità peculiari del LASER sono l'emissione di
luce monocromatica  e coerente, avente cioè una fasata emissione
elettromagnetica.
Ciao...

Grazie      :-)
La cosa più importante da sapere di un laser è che si basa su di un fenomeno
detto emissione stimolata: le transizioni di un elettrone tra i livelli di
un atomo/molecola possono essere di diversa natura; l'emissione stimolata
consiste nel passaggio di un elettrone da un livello di alta energia (cioè
qualsiasi livello che non sia il fondamentale) ad un livello inferiore,
dovuto all'interazione con un fotone (quanto di energia) incidente, con
l'emissione di un fotone. Se l'energia del fotone è maggiore o uguale alla
distanza (dal punto di vista energetico) tra i due livelli in gioco, c'è una
certa probabilità che durante la transizione venga emesso un fotone di
energia corrispondente al gap di energia, mentre il fotone incidente procede
per la propria strada: in pratica avviene una "moltiplicazione dei fotoni"
(se mi concedi il termine).
Affinchè questo fenomeno possa avvenire, è necessario che vi siano
abbastanza elettroni in uno stato eccitato: per questo motivo si usano
lampade, scariche o altri meccanismi detti di "pompaggio" per rendere il
materiale "attivo". Gli specchi ai lati di tale materiale servono a far si
che la radiazione emessa passi più volte attraverso il materiale attivo
prima di fuoriuscire dalla cavità, in modo da operare nel regime desiderato
(continua o impulsata).
I laser possono essere a stato solido (il primo laser fu realizzato con una
barra di rubino "pompata" da una lampada) a stato liquido (laser a
coloranti, in genere pompati da lampade o altri laser) a stato gassoso
(pompati attraverso scariche elettriche o laser) a semiconduttore (pompaggio
elettrico)...
Spero di esserti stato utile. Se vuoi saperne di più scrivimi.
Saluti
    Roberto

materiale "attivo".
I concetto di "abbastanza elettroni" e' troppo vago e, ritengo,
fuorviante. In competizione con l'emissione stimolata esiste
l'assorbimento del fotone, che porta un elettrone dal livello basso a
quello alto (e' esattamente l'operazione inversa!). Einstein ha
dimostrato che le probabilita' dell'emissione stimolata e
dell'assorbimento dipendono dalle popolazioni dei due livelli
interessati (il coefficiente di proporzionalita' e' uguale nei due
casi), quindi affinche' vi sia generazione di nuovi fotoni e'
necessario che il livello piu' energetico sia piu' popolato: affinche'
cio' avvenga bisogna effettuare il pompaggio di cui parlavi.
Ciao,
      ___
     (___
      ___)tefano.

Hai perdettamente ragione sull'energia del fotone. Mentre scrivevo stavo
(probabilmente, visto che non mi capacito dell'errore commesso) pensando al
pompaggio per sistemi a 4 livelli, in cui il pompaggio porta gli elettroni
su un livello di energia da cui questo decade velocemente in modo non
radiativo su di un livello inferiore per creare inversione di popolazione.
Per quanto riguarda il concetto di "abbastanza elettroni", questo è
sicuramente vago,  ma ritenevo eccessivo, nella prima descrizione del
funzionamento di un laser, entrare nel merito del problema del pompaggio,
con la relativa discussione sull'impossibilità di usare due soli livelli (di
cui il primo è il fondamentale), proprio perchè emissione stimolata ed
assorbimento si verrebbero ad equilibrare appena raggiunta la suddivisione
degli elettroni disponibili in egual numero sui due livelli, impedendo
l'inversione di popolazione.
Saluti ed a presto
                    Roberto

abbastanza elettroni in uno stato eccitato: per questo motivo si usano
Abbastanza elettroni?!!?? sembra più un temine culinario che scientifico:
"aggiungere abbastanza sale all'acqua per dare il giusto sapere agli
spaghetti". Questi fenomeni che riquardono le leggi della meccanica
quantistica (che ti consiglio di consultare. Ti consiglio la biblioteca di
chimica) e avvengono solo se sono rispettate certe precise condizioni.
Ciao Roberto

 della luce emessa ad esempio da una normale torcia elettrica?
non abbia avuto risposta.
Per capirlo bisogna aggiungere un paio di cose:
1) I fotoni emessi per em. stim. sono tutti *nello stesso stato*
2) gli specchi non hanno solo la funzione di far tornare i fotoni sul
mezzo attivo, e percio' provocare ulteriore emissione. Servono anche a
definire un preciso "modo" del laser, ossia lo stato dei fotoni emessi.
Ne segue che dal punto di vista macroscopico questi fotoni si comportano
come un'onda quasi esattamente piana monocromatica.
La divergenza da un'onda piana (che avrebbe una direzione di
propagazione assolutamente precisa) dipende dalla dimensione trasversale
degli specchi (o del mezzo attivo). Piu' questa e' grande, piu' piccola
e' la divergenza.
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa