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Titolo: Laser

Chi mi spiega il funzionamento di un laser in maniera abbastanza
elementare? Grazie...
-- 
Giglio
E-mail: 
gig...@poboxes.com
Homepage: 
http://fly.to/giglio/
ICQ: 12385960

elementare? Grazie...
Be' , in parole molto semplici :
a un mezzo che puo' essere gassoso(miscela di elio-neon, CO2 , e tanti
altri ) , liquido(non me ne vengono in mente ma ci sono ..) o
solido(cristallo di rubino , e recentemente semiconduttori anche se il
loro funzionamento e' diverso) , viene fornita energia in vari modi
(radiofrequena , luce ....) .Tale energia e modulata in modo che
alcuni elettroni del mezzo in questione acquistino energia e vadano
quindi in uno stato eccitato.
Ma tale situazione dura per poco a causa della instabilita degli
elettroniin tale stato energetico.Allorche tali elettroni ricadono nel
loro stato energetico normale , restituiscono l'energia che avevano
sotto forma di un fotone.
Tale fotone a sua volta riesce a 'stimolare' il ritorno di un altro
elettrone al suo stato energetico normale , e cosi via (comunque si
usano specchi per far rimbalzare più volte tali fotoni attraverso il
mezzo).
In tal modo la luce che ne scaturisce e coerente , infatti ogni fotone
e' in fase con quello che lo ha stimolato .
Ciao,Enzo.

 elementare? Grazie...
Definire un po' meglio "abbastanza elementare" non sarebbe male :)
Visto che nella tua home page dici di usare linux e di essere
moderatore di un NG deduco che almeno il fatto che gli elettroni in un
atomo non possono avere energia arbitraria ma sono "costretti" su dei
livelli ben precisi lo conosci (si fa' al liceo!). Per la spiegazione
uso un modello "a palline", dove la luce la considero esclusivamente
una sfilza di fotoni. Del fatto che sono onde piu' o meno me ne
dimentico.....
Allora, prima di tutto:
LASER = Light Amplified by Stimulated Emission of Radiation (o
qualcosa di simile).
Che non spiega poi molto....
L'idea e' piu' o meno questa: un atomo e un fotone possono interagire
in diversi modi:
1) Assorbimento
   Il fotone che arriva ha una energia che corrisponde alla differenza
   fra due "livelli" consentiti ad un elettrone e c'e' un elettrone
   che si trova nel livello inferiore fra i due.
   Quello che puo' succedere (con una certa probabilita' che ora non
   ci interessa) e' che il fotone viene assorbito, ovvero la sua energia
   viene presa dall'elettrone, che passa dal livello inferiore a
   quello superiore. Fine del fotone. L'elettrone e' "eccitato",
   ovvero e' in un livello superiore a quello dove "sta di solito".
2) Emissione spontanea
   Un elettrone "eccitato" non resta per un tempo infinito nello stato
   superiore: ha sempre una tendenza a tornare in quello inferiore
   dove "sta di solito".
   Anche qui con una certa probabilita' puo' accadere che l'elettrone
   torni nello stato inferiore: l'energia in eccesso che aveva viene
   liberata sotto forma di un fotone emesso in una direzione a caso.
   (In pratica e' l'opposto dell'assorbimento.)
3) Emissione stimolata (o indotta)
   Stesso scenario del caso 2), ma in aggiunta c'e' un fotone in
   arrivo di energia pari alla differenza fra il livello in cui e'
   l'elettrone eccitato e quello piu' in basso.
   Quello che puo' accadere e' che l'elettrone scenda nello stato
   inferiore esattamente come nel caso 2), ma pero' il fotone che
   emette e' una fotocopia del fotone arrivato.
   In pratica: 1 fotone + 1 atomo eccitato = 1 atomo "calmo" +
   2 fotoni IDENTICI.
Ora e' facile capire il trucco: usando il caso 3) e' possibile,
partendo da un solo fotone, generarne un mucchio tutti uguali a quello
iniziale (incantesimo fotocopia :). L'unica richiesta e' di avere un
mezzo dove ci sono degli atomi eccitati (nello stato giusto). Quanti?
Tanti :)
Tanti perche' c'e' sempre il rischio che uno dei fotoni "fotocopiati"
venga riassorbito da un atomo li' in giro che e' nello stato
inferiore. In pratica quello che serve e' che ci siano piu' atomi
nello stato superiore che in quello inferiore per poter avere un
qualche effetto di amplificazione (avere una "inversione di
popolazione", ovvero la popolazione del livello superiore e' maggiore
di quella inferiore). Se poi quelli nello stato superiore
sono VERAMENTE molti di piu'....beh, tanto meglio!
Il fotone iniziale non e' neanche necessario fornirlo: se ci sono
tanti atomi eccitati prima o poi uno fa' una emissione spontanea,
fornendo il fotone di partenza....
In effetti non e' poi fondamentale che gli "atomi" siano veramente
degli atomi: qualsiasi cosa con dei livelli energetici funziona bene
(molecole, solidi....). L'unica condizione e' che deve essere
possibile riuscire ad avere una inversione di popolazione (ovvero roba
che resta nello stato eccitato) abbastanza stabile, ovvero che duri
abbastanza a lungo da permettere il completarsi dell'effetto
moltplicativo a cascata.
Questa idea di base e' MOLTO di base, di solito ci sono accorgimenti
per sfruttare meglio l'effetto amplificativo. Un esempio semplice e'
questo: supponi di avere una barra lunga lunga. Se anche hai fortuna
che il primo fotone parte da un estremo resta il fatto che all'inizio
e' uno solo e quindi nella parte iniziale solo pochi atomi possono
emettere per emissione stimolata (c'e' un solo originale, quindi non
e' che si possono fare in una botta sola moltissime copie - inoltre la
probabilita' di fare una copia non e' altissima). Come conseguenza hai
che molti degli atomi che hai faticosamente eccitato non servono a
nulla.
Aggiungere uno specchio che rimanda indietro la luce per un "secondo
passaggio" e' un buon sistema di sfruttare meglio la barra.
Se poi il materiale scelto amplifica molto poco per ogni passaggio, si
puo' mettere la barra fra due specchi, in modo che i fotoni vadano
avanti e indietro a ripetizione. Ovviamente uno dei due specchi lo si
sceglie in modo che rifletta un po' meno del 100%, in modo da avere
qualcosa che esce fuori (e che si puo' usare).
L'interesse e' (ovviamente) che la roba che esce e' una sfilza di
fotoni identici, ovvero stessa lunghezza d'onda, stessa direzione di
propagazione, etc. al contrario di quello che accade in una lampadina
a filamento, ad esempio.
Boh, non so se e' abbastanza semplice (o chiaro). Spero che non ci
siano errori troppo madornali....imperfezioni e incompletezze che ne
sono.....se vuoi qualche dettaglio in piu' basta chiedere....
Ciao,
Alberto
--
Alberto BARSELLA
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** Beliefs are dangerous. Beliefs allow the mind to stop functioning.
A non-functioning mind is clinically dead.  Believe in nothing... **

 ICQ: 12385960
In modo molto semplice ti posso dire che il suo funzionamento è il seguente:
metti un materiale (scelto secondo criteri difficili per una spiegazione
elementare) tra due specchi di cui uno semitrasparente;  si eccita il
materiale e grazie agli specchi questo produce una radiazione luminosa che
uscirà dallo specchio semitrasparente.