Laser Traduzido

Laser A emissão estimulada de luz é o processo de quantum crucial necessário para a operação de um laser. Inversão de população luz Coerente Emissão estimulada Se um elétron já está em um estado entusiasmado (um nível de energia superior, em contraste com seu mais baixo possível nível ou "estado de chão"), então um fóton entrante para o qual a energia de quantum é igual à diferença de energia entre seu nível presente e uma mais baixa lata nivelada "estimula" uma transição àquele mais baixo nível, enquanto produzindo um segundo fóton da mesma energia. Quando uma população considerável de elétrons residir em níveis superiores, esta condição é chamada uma "inversão de população", e fixa a fase para emissão estimulada de fótons múltiplos. Esta é a condição prévia para a amplificação clara que acontece em um laser, e desde que os fótons emitidos têm um tempo definido e relação de fase a um ao outro, a luz tem um grau alto de coerência. Goste de absorção e emissão, emissão estimulada requer que o fóton energia dada pela relação de Planck é igual à separação de energia do par participando de estados de energia de quantum. Interação de radiação com assunto Inversão de população luz Coerente Processos de quantum Propriedades de quantum dominam os campos de físicas atômicas e moleculares. Radiação é quantizada tal que para uma determinada freqüência de radiação, pode haver só um valor de energia de quantum pelos fótons daquela radiação. A energia nivela de átomos e moléculas pode ter só certos valores quantizados. Transições entre estes estados quantizados acontecem pelo fóton absorção de processos, emissão, e estimularam emissão. Todos estes processos requerem que o fóton energia dada pela relação de Planck é igual à separação de energia do par participando de estados de energia de quantum. Interação de radiação com assunto Espectro eletromagnético Inversão de população A realização de uma inversão de população significante em estados de energia atômicos ou moleculares é uma condição prévia para ação de laser. Elétrons regularmente residirão no

mais baixo estado de energia disponível. Eles podem ser elevados a estados entusiasmados por absorção, mas nenhuma coleção significante de elétrons pode ser acumulada por absorção só desde que emissão espontânea e emissão estimulada os trarão desista. Uma inversão de população não pode ser alcançada com só dois níveis porque o probabability para absorção e porque emissão espontânea é exatamente o mesmo, como mostrado por Einstein e expressou no Einstein UM e coeficientes de B. A vida de um estado entusiasmado típico é aproximadamente 10-8 segundos, assim os elétrons derrubam atrás abaixo através de fóton emissão aproximadamente em condições práticas, tão rápido quanto você pode os bombear até o nível superior. O caso do laser de hélio-néon ilustra um dos modos de alcançar a inversão de população necessária. Características de Luz de Laser 1. coerente. São relacionadas partes diferentes da viga de laser a um ao outro em fase. Estes que relações de fase são mantidas bastante em cima de longo tempo de forma que efeitos de interferência podem ser vistos ou podem ser registrados photographically. Esta propriedade de coerência é o que torna hologramas possível. 2. monocromático. Luz de laser consiste em essencialmente um comprimento de onda, enquanto tendo sua origem em emissão estimulada da pessoa fixaram de níveis de energia atômicos. 3. Collimated. Por causa de saltar atrás entre fins refletidos de uma cavidade de laser, esses caminhos que sustentam amplificação têm que passar entre os espelhos muitas vezes e devem ser muito quase perpendicular aos espelhos. Como resultado, vigas de laser são muito estreitas e não esparramam muito. Luz coerente Coerência é um das propriedades sem igual de luz de laser. Surge do processo de emissão estimulado que provê a amplificação. Desde que uns gatilhos de estímulo comuns os eventos de emissão que provêem a luz ampliada, os fótons emitidos estão "em passo" e têm uma relação de fase definida a um ao outro. Esta coerência é descrita em termos de coerência temporal e coerência de espaço ambos de que são importante produzindo a interferência que é usada para produzir hologramas. Luz ordinária não é coerente porque vem de átomos independentes que emitem balanças na hora certa de cerca de 10^-8 segundos. Há um grau de coerência em fontes como o mercúrio linha verde e algumas outras fontes espectrais úteis, mas a coerência deles/delas não chega isso de um laser. Luz de Laser monocromática A luz de um laser vem tipicamente de uma transição atômica com um único comprimento de onda preciso. Assim a luz de laser tem uma única cor espectral e é quase a mais pura luz monocromática disponível. Porém, que ser dito a luz de laser não é precisamente monocromático. A linha de emissão espectral da qual origina tem uma largura finita, se só do efeito de Doppler dos átomos comoventes ou moléculas das quais vem. Como o comprimento de onda da luz é extremamente pequeno comparado ao tamanho das cavidades de laser usado, então dentro daquela largura da banda espectral minúscula das linhas de emissão é muitos modos ressonantes da cavidade de laser.

Luz paralela de um Laser A luz de um laser típico emerge em uma viga extremamente magra com muito pequena divergência. Outro modo de dizer isto é que a viga é altamente "collimated". Um laser de hélio-néon de laboratório ordinário pode ser varrido ao redor do quarto e a mancha vermelha na parede de parte de trás parece sobre o mesmo tamanho a isso em uma parede perto. O grau alto de collimation surge do fato que a cavidade do laser tem frente muito quase paralela e atrás espelhos que constrangem a viga de laser final a um caminho que é perpendicular a esses espelhos. O espelho de parte de trás que quase perfeitamente reflete é feito enquanto o espelho dianteiro é aproximadamente 99% refletindo, enquanto deixando sair aproximadamente 1% da viga. Este 1% é a viga de produção que você vê. Mas a luz passou de um lado para outro entre os espelhos muitas vezes para ganhar intensidade pela emissão estimulada de mais fótons ao mesmo comprimento de onda. Se a luz for o pedaço mais leve fora eixo, será perdido da viga. O altamente natureza de collimated da viga de laser contribui ambos a seu perigo e para sua utilidade. Você nunca deveria olhar diretamente em uma viga de laser, porque as vigas altamente paralelas podem focalizar a um ponto quase microscópico na retina de seu olho, enquanto causando dano quase imediato à retina. Por outro lado, esta capacidade por focalizar afiado contribui o as aplicações médicas e as aplicações industriais do laser. Em medicina é usado como um escalpelo afiado e em indústria como um jejum, ferramenta cortante poderosa e computador-controlável. Aplicações de laser Aplicações médicas que Soldam e Inspeção Cortante Laser de indústria de artigo de vestuário Comunicação de fusão nuclear Laser que imprime CDs e discos ópticos Spectroscopy Aqueça tratamento Barcode escâneres Laser esfriando Usos médicos de Laser O altamente collimated brilham de um laser pode ser focalizado mais adiante a um ponto microscópico de densidade de energia extremamente alta. Isto faz isto útil como um corte e cauterizando instrumento. Laser são usados para photocoagulation da retina parar hemorrhaging de retinal e para a emenda de lágrimas de retinal. Laser de poder mais altos buscam usados cirurgia de catarata se a membrana encorajadora que cerca a lente implantada ficar láctea. Photodisruption da membrana pode fazer freqüentemente isto se retirar como uma sombra, enquanto restabelecendo visão quase imediatamente. Um laser focalizado pode agir como um escalpelo extremamente afiado para cirurgia delicada, enquanto cauterizando como corta. ("Cauterizando" recorre a práticas médicas existente há muito de usar um instrumento quente ou uma freqüência alta sonda elétrica chamuscar o tecido ao redor de uma incisão, enquanto marcando fora vasos sanguíneos minúsculos para deixar de sangrar.) A ação cauterizando é particularmente importante para procedimentos cirúrgicos em tecido sangue-rico como o fígado. Foram usados laser fazer para incisões meio um mícron largo, comparado a aproximadamente 80 mícron para o diâmetro de um cabelo humano. Soldando e Cortando O altamente collimated brilham de um laser pode ser focalizado mais adiante a um ponto microscópico de densidade de energia extremamente alta por soldar e cortar.

A indústria automóvel compõe uso extenso de laser de gás carbônico com poderes vários quilowatts para computador controlou soldadura em linhas de montagem de auto. Garmire indica uma aplicação interessante de laser de CO2 para a soldadura de manivelas de aço imaculadas em cobre que cozinha panelas. Uma tarefa quase impossível para soldadura convencional por causa da grande diferença em condutividades térmicas entre aço imaculado e cobre, é tão depressa terminado pelo laser que as condutividades térmicas são irrelevantes. Inspecionando e Percorrendo Hélio-néon e laser de semicondutor se tornaram partes standards do equipamento do agrimensor de campo. Um pulso de laser rápido é enviado a um refletor de canto ao ponto a ser medido e o tempo de reflexão é medido para adquirir a distância. Alguma tal inspeção é longa distancie! O Apolo 11 e Apolo 14 astronautas puseram refletores de canto na superfície da Lua para determinação da distância de Terra-lua. Um pulso de laser poderoso do Observatório de MacDonald no Texas tinha esparramado para sobre um 3 km rádio até que adquirisse à Lua, mas a reflexão era forte bastante ser descoberto. Nós sabemos a gama agora da Lua para o Texas dentro de aproximadamente 15 cm, uma nove medida de dígito significante. Um laser de rubi pulsado era usado para esta medida. Laser na Indústria de Artigo de vestuário São creditados os cortadores de laser com manter a indústria de artigo de vestuário norteamericana competitivo no mercado mundial. Computador controlou podem ser programados os cortadores de artigo de vestuário de laser para recortar 400 tamanho 6 e então 700 tamanho 9 artigos de vestuário - e isso poderia envolver há pouco alguns cortes. O cortador programado pode cortar dúzias a centenas de thicknesses de pano, e pode recortar todo pedaço do artigo de vestuário em uma única corrida. A utilidade do laser para tais operações cortantes vem do fato que a viga é altamente collimated e pode ser focalizada mais adiante a um ponto microscópico de densidade de energia extremamente alta por cortar. Fusão de laser Fusão de laser tenta forçar fusão nuclear em pelotas minúsculas ou microballoons de uma mistura de deuterium-tritium os atirando com tal uma densidade de energia alta que eles fundirão antes de eles tivessem tempo para mover longe de um ao outro. Este é um exemplo de prisão inercial. Foram desenvolvidos dois dispositivos de fusão de laser experimentais a Lawrence Livermore Laboratory, Shiva chamado e Nova. Eles entregam estouros de poder altos de luz de lase de laser múltiplos sobre um objetivo de deuterium-tritium pequeno. Estes laser são laser de copo de neodynium que são capaz de pulsos de poder extremamente altos. Laser em Comunicação Fibra cabos óticos são um modo principal de comunicação em parte porque podem ser enviados sinais múltiplos com qualidade alta e baixa perda por luz que propaga ao longo das fibras. Os sinais claros podem ser modulados com a informação a ser enviada por qualquer diodos emitindo claros ou laser. Os laser têm vantagens significantes porque eles mais quase são monocromáticos e isto permite manter a forma de pulso melhor em cima de distâncias longas. Se uma forma de pulso melhor pode ser mantida, então a comunicação pode ser enviada a taxas mais altas sem sobreponha dos pulsos. Ohanian cita um fator de 10 vantagem para os moduladores de laser.

Telefone os motoristas de fibra podem ser laser estatais sólidos o tamanho de um grão de areia e podem consumir um poder de só meio um milliwatt. Ainda eles podem enviado 50 milhões de pulsos por segundo em uma fibra de telefone fixa e codificam mais de 600 conversações de telefone simultâneas (Ohanian). Impressoras de laser A impressora de laser tem em alguns anos se tornado o modo dominante de imprimir em escritórios. Emprega um laser de semicondutor e o princípio de xerografia. O laser é focalizado e esquadrinhou por um selênio de photoactive cobriu tambor onde produz um padrão de custo que reflete o material a ser imprimido. Este tambor segura as partículas do toner então para transferir para empapelar que é rolado em cima do tambor na presença de calor. O laser típico para esta aplicação é o alumínio-gallium-arsenide (AlGaAs) laser a 760 comprimento de onda de nm, só no infravermelho. Disco compacto Auditivo Dados são analógico é digitalizado provando a 44.1 kHz e codificando como números binários nas covas no disco compacto. Como a viga de laser focalizada varre em cima das covas, reproduz os números binários na circuição de descoberta. A mesma função como as "covas" pode ser realizada através de gravação de magnetooptical. O sinal digital é reconvertido então a forma analógica por um convertedor de D/A. Os rastos em um disco compacto são nominally espaçados por 1.6 micrômetros, feche bastante que eles podem separar luz refletida nisto é cores de componente como um difração ranger. Este é um gráfico ativo. Faça tique-taque em qualquer texto corajoso para detalhes adicionais. Laser Spectroscopy Spectroscopy de absorção normalmente insinua tendo uma fonte de freqüência de tunable e produzindo um enredo de absorção como uma função de freqüência. Isto não era possível com laser até o advento dos laser de tintura que podem ser afinados em cima de uma gama quase contínua de freqüências. Spectroscopy de laser conduziu a avanços na precisão com que podem ser medidas freqüências de linha espectrais, e isto tem significação fundamental por nossa compreensão de processos atômicos básicos. Esta precisão foi obtida passando dois laser brilha pela absorção prove em direções opostas, selectively que só ativa absorção nesses átomos que têm um zero componente de velocidade na direção das vigas. Isto elimina o broading de Doppler de linhas espectrais efetivamente da distribuição de velocidades atômicas apresente na amostra. Aqueça Tratamento Aqueça tratamentos por endurecer ou recozer foi praticado muito tempo em metalurgia. Mas laser oferecem algumas possibilidades novas para tratamentos de calor seletivos de partes de metal. Por exemplo, laser podem prover tratamentos de calor localizados como o endurecimento das superfícies de eixos de comando automóvel. Estes cabos são fabricados a precisão alta, e se o eixo de comando inteiro é calor tratado, alguns deformando acontecerão inevitavelmente. Menos o funcionamento se aparece das cames pode ser aquecido depressa com um laser de gás carbônico e pode ser endurecido sem apreciavelmente afetando o resto do cabo, preservando a precisão de fabricam.

Escâneres de Barcode Escâneres de supermercado usam laser de hélio-néon tipicamente para esquadrinhar o barcodes universal para identificar produtos. Os saltos de viga de laser fora um espelho giratório e esquadrinha o código, enquanto enviando uma viga modulada a um detector claro e então para um computador que tem a informação de produto armazenado. Também podem ser usados laser de semicondutor para este propósito. Laser de hélio-néon O laser de gás mais comum e barato, o laser de hélio-néon normalmente é construído para operar dentro o vermelho a 632.8 nm. Também pode ser construído para produzir ação de laser no verde a 543.5 nm e no infravermelho a 1523 nm.One dos níveis entusiasmados de hélio às 20.61 está eV muito perto de um nível em néon a 20.66 eV, tão íntimo na realidade que em colisão de um hélio e um átomo de néon, a energia pode ser transferida do hélio ao átomo de néon. Laser de hélio-néon são comuns nos laboratórios de físicas introdutórios, mas eles ainda podem ser perigosos! De acordo com Garmire, um unfocused 1-mW laser de HeNe tem um brilho igual para sol em um dia claro (0.1 watt/cm^2) e é da mesma maneira que perigoso fitar diretamente a. O gás de hélio no tubo de laser provê o médio bombeando para atingir a inversão de população necessária para ação de laser. Laser de hélio-néon O laser de gás mais comum e barato, o laser de hélio-néon normalmente é construído para operar dentro o vermelho a 632.8 nm. Também pode ser construído para produzir ação de laser no verde a 543.5 nm e no infravermelho a 1523 nm. O collimation da viga é realizado através de espelhos em cada fim do tubo de copo evacuado que contém 85% hélio e 15% gás de néon aproximadamente a 1/300 atmosferas pressione (Metrologic). Estes espelhos poderiam ser ambos apartamento, mas isto requer grande precisão em alinhamento, assim o laboratório comum Ele-Ne são fabricados laser com o arranjo de espelho de semiconfocal mostrado. O gás de hélio no tubo de laser provê o médio bombeando para atingir a inversão de população necessária para ação de laser. Laser de Neodynium-YAG Um exemplo de um laser de sólido-estado, o neodynium-YAG usa o íon de Nd3+ para dopar a yttrium-alumínio-granada (YAG) cristal de anfitrião para produzir a geometria trigêmeo que torna inversão de população possível. Laser de Neodynium-YAG ficaram muito importantes porque eles podem ser usados para produzir poderes altos. Foram construídos tais laser para produzir em cima de um quilowatt de poder de laser contínuo a 1065 nm e podem alcançar poderes extremamente altos em um modo pulsado. Laser de Neodynium-YAG são usados em modo de pulso em osciladores de laser para a produção de umas séries de pulsos muito curtos para pesquisa com femtosecond cronometre resolução. Laser de Gás carbônico O laser de gás de gás carbônico é capaz de poderes de produção contínuos sobre 10 quilowatts. Também é capaz de operatin de pulso de poder extremamente alto. Exibe ação de laser a várias freqüências infravermelhas mas nenhum no visível. Operando semelhante

até certo ponto ao laser de hélio-néon, emprega uma descarga elétrica por bombear, enquanto usando uma porcentagem de gás de nitrogênio como um gás bombeando. O laser de CO2 é o laser mais eficiente, capaz de operar a mais de 30% eficiência. Isso é muito mais eficiente que uma lâmpada incandescente incandescente ordinária a produzir luz visível (aproximadamente 90% da produção de um filamento de lâmpada incandescente são invisíveis). O laser de gás carbônico acha muitas aplicações em indústria, particularmente por soldar e cortar. Laser de argônio O laser de íon de argônio pode ser operado como um laser de gás contínuo a aproximadamente 25 comprimentos de onda diferentes dentro o visível entre 408.9 e 686.1nm, mas é melhor conhecido por suas transições mais eficientes no verde a 488 nm e 514.5 nm. Operando a muitos poderes mais altos que o laser de gás de hélio-néon, não é incomum para alcançar 30 a 100 watts de poder contínuo que usa várias transições. Esta produção é produzida em um protoplasma quente e objetos pegados poder extremamente alto, tipicamente 9 a 12 kW, assim estes são dispositivos grandes e caros. Avermelhe Laser O laser de rubi é de fato o primeiro tipo de laser construído, primeiro se manifestado em 1960 por T. H. Maiman. O rubi mineral (corundum) é óxido de alumínio com um amount(about pequeno 0.05%) de cromo que dá isto seu cor-de-rosa característico ou cor vermelha absorvendo verde e luz azul. O laser de rubi é usado como um laser pulsado, enquanto produzindo luz vermelha a 694.3 nm. Depois de receber um flash bombeando do tubo de flash, a luz de laser emerge para contanto que os átomos entusiasmados persistam na vara de rubi que é tipicamente sobre um milissegundo. Um laser de rubi pulsado era usado para o laser famoso que percorre experiência que foi administrada com um refletor de canto colocado na Lua pelo Apolo os astronautas. Isto determinou a distância à Lua com uma precisão de cerca de 15 cm. Diodos de laser Ação de laser (com o resultante produção de luz monocromática e coerente) pode ser alcançado em uma junção de p-n formada por duas camadas de arsenide de gallium dopadas. Os dois fins da estrutura precisam ser optically achate e compare com um fim refletido e um parcialmente refletivo. Deve ser relacionado o comprimento da junção precisamente ao comprimento de onda da luz ser emitido. A junção é adiante parcial e o processo de recombinação produz luz como nos CONDUZIRAM (incoerente). Sobre um certo limiar atual os fótons que movem paralelo à junção podem estimular emissão e ação de laser iniciada. Digite Cume Poder Comprimento de onda Aplicação GaAs 5 mW 840 nm os Jogadores de CD AlGaAs 50 mW 760 impressoras de Laser de nm GaInAsP 20 mW 1300 comunicações de Fibra de nm Laser de Eximer Eximer é uma forma encurtada de dimer entusiasmado", enquanto denotando o fato que o médio de lasing neste tipo de laser é uma molécula de diatomic entusiasmada. Estes laser produzem pulsos ultravioletas tipicamente. Eles estão debaixo de investigação para uso

comunicando com submarinos através de conversão para luz azul-verde e pulsando de em cima satélites por água de mar para submarinos abaixo. O eximers usados são tipicamente esses formados por gases raros e halógenos em descargas de gás elétron-entusiasmadas. Moléculas como XeF só são estáveis nos estados entusiasmados deles/delas e depressa dissocia quando eles fizerem a transição ao estado de chão deles/delas. Isto faz possíveis inversões de população grandes porque o estado de chão é esvaziado por esta dissociação. Porém, os estados entusiasmados são muito curto-vividos comparado a outro metastable de laser declara, e laser como o XeF eximer laser requerem taxas bombeando altas. Laser de Eximer produzem produções de pulso de poder altas tipicamente dentro o azul ou ultravioleta depois de excitação através de descargas de elétron-viga de jejum. Laser de livre-elétron A radiação de um laser de livre-elétron é produzida de elétrons grátis que são forçados a oscilar em uma moda regular por um campo aplicado. Eles são então mais como fontes luminosas de synchrotron ou microonda entuba que goste de outros laser. Eles podem produzir altamente coerente, radiação de collimated em cima de uma gama extensiva de freqüências. O arranjo de campo magnético que produz o campo revezado é chamado um ímã de "wiggler" geralmente. O laser de livre-elétron é um altamente dispositivo de tunable que foi usado para gerar radiação coerente de 10^-5 a 1 cm em comprimento de onda. Em algumas partes desta gama, elas são a fonte de poder mais alta. Particularmente na gama de onda de mm, o FELs excedem todas as outras fontes em poder coerente. FELs envolvem elétron relativístico irradia propagando em um vazio e pode ser afinado continuamente, enquanto preenchendo freqüência percorre que não é alcançável através de outras fontes coerentes. São pressentidas aplicações de laser de livre-elétron em separação isótopa, protoplasma que aquece para fusão nuclear, radar de resolução de longo alcance, alto, e aceleração de partícula em aceleradores. Laser Spectroscopy Spectroscopy de absorção normalmente insinua tendo uma fonte de freqüência de tunable e produzindo um enredo de absorção como uma função de freqüência. Isto não era possível com laser até o advento dos laser de tintura que podem ser afinados em cima de uma gama quase contínua de freqüências. Spectroscopy de laser conduziu a avanços na precisão com que podem ser medidas freqüências de linha espectrais, e isto tem significação fundamental por nossa compreensão de processos atômicos básicos. Esta precisão foi obtida passando dois laser brilha pela absorção prove em direções opostas, selectively que só ativa absorção nesses átomos que têm um zero componente de velocidade na direção das vigas. Isto elimina o broading de Doppler de linhas espectrais efetivamente da distribuição de velocidades atômicas apresente na amostra.

Você pode fazer tique-taque em quaisquer dos tipos de radiação para mais detalhe sobre seu tipo particular de interação com assunto. As partes diferentes do espectro eletromagnético têm efeitos muito diferentes em interação com assunto. Começando com baixas ondas de rádio de freqüência, o corpo humano é bastante transparente. (Você pode escutar seu rádio

portátil dentro de sua casa desde que as ondas atravessam as paredes de sua casa livremente e até mesmo pela pessoa ao lado de você!) Como você mova para cima por microondas e infravermelho a luz visível, absorve cada vez mais fortemente você. Na mais baixa gama ultravioleta, todo o uv do sol é absorvido em uma camada exterior magra de sua pele. Como você passe mais adiante para cima à região de radiografia do espectro, você fica transparente novamente, porque a maioria dos mecanismos para absorção tem sido ido. Você absorve só uma fração pequena da radiação então, mas aquela absorção envolve os eventos de ionização mais violentos. Cada porção do espectro eletromagnético tem energias de quantum destinar para a excitação de certos tipos de processos físicos. A energia nivela para processos todo físicos aos níveis atômicos e moleculares é quantizado, e se não houver nenhum nível de energia quantizado disponível com espaçamentos que emparelham a energia de quantum da radiação incidente, então o material será transparente àquela radiação, e atravessará. Microondas, Radar, Enquanto há algumas faixas de radar de 1,300 a 1,600 MHz, a maioria aplicações de microonda desabam a gama 3,000 a 30,000 MHz (3-30 GHz). fornos de microonda Atuais operam a uma freqüência nominal de 2450 MHz, uma faixa nomeada pelo FCC. Também há algum amador e usos de navegação de rádio da 3-30 gama de GHz. Em interações com assunto, radiação de microonda principalmente atos para fixar rotação molecular e torção que se manifestam através de calor para produto. Podem ser obtidas informações de estrutura moleculares da análise de espectros de rotational moleculares, o modo mais preciso para determinar comprimentos de laço e ângulos de moléculas. Radiação de microonda também é usada em elétron giro ressonância spectroscopy. Para fornos de microonda e algumas aplicações de radar, as microondas são produzidas através de magnetrons. Freqüências: 1.6-30 GHz Comprimentos de onda: 187 - 10 mm Energias de quantum: 0.66 x 10-5 - 0.12 x 10-3 eV O Espectro Eletromagnético Faça tique-taque em qualquer parte do espectro para detalhe adicional. Velocidade de luz Infravermelho O termo "infravermelho" recorre a uma gama larga de freqüências, enquanto começando ao fim de topo dessas freqüências usaram para comunicação e estendendo para cima o a baixa freqüência (vermelho) fim do espectro visível. A gama de comprimento de onda é de aproximadamente 1 milímetro até 750 nm. A gama adjacente ao espectro visível é chamado o "próximo infravermelho" e a parte de comprimento de onda mais longa é chamada infravermelho" "longe. Em interações com assunto, infravermelho principalmente atos para fixar moléculas em vibração. São usados espectrômetros infravermelhos amplamente para estudar os espectros de vibrational de moléculas. Freqüências: .003 - 4 x 1014 Hz

Comprimentos de onda: 1 mm - 750 nm Energias de quantum: 0.0012 - 1.65 eV Luz visível A parte visível estreita do espectro eletromagnético corresponde aos comprimentos de onda perto do máximo da curva de radiação do Sol. Em interações com assunto, luz visível principalmente atos para fixar elevam elétrons a níveis de energia mais altos. Luz branca pode ser separada em suas cores espectrais por dispersão em um prisma. Freqüências: 4 - 7.5 x 1014 Hz Comprimentos de onda: 750 - 400 nm Energias de quantum: 1.65 - 3.1 eV Espectro eletromagnético Ultravioleta A região só debaixo do visível em comprimento de onda é chamado o próximo ultravioleta. É muito fortemente absorvido pela maioria das substâncias sólidas, e até mesmo absorveu apreciavelmente via aérea. Os comprimentos de onda mais curtos alcançam a energia de ionização por muitas moléculas, assim o distante ultravioleta tem algum do attendent de perigos a outra radiação ionizando. O tecido efetua de ultravioleta inclua queimadura de sol, mas pode ter um pouco de efeitos terapêuticos como bem. O sol é uma fonte forte de radiação ultravioleta, mas absorção atmosférica elimina a maioria dos comprimentos de onda mais curtos. Os olhos são bastante suscetíveis para danificar de radiação ultravioleta. Soldadores têm que usar olho protetor protege por causa do conteúdo de uv de soldar arcos pode inflamar os olhos. Neve-cegueira é outro exemplo de inflamation de uv; a neve reflete uv enquanto a maioria das outras substâncias absorver isto fortemente. Freqüências: 7.5 x 1014 - 3 x 1016 Hz Comprimentos de onda: 400 nm - 10 nm Energias de quantum: 3.1 - 124 eV Radiografias Radiografia era o nome dado aos raios altamente penetrantes que emanaram quando elétrons de energia altos golpearam um objetivo de metal. Dentro pouco tempo da descoberta deles/delas, eles estavam sendo usados em instalações médicas para imagem ossos quebrados. Nós sabemos agora que eles são freqüência alta raios eletromagnéticos que são produzidos quando os elétrons são desacelerados de repente - estes raios são chamados radiação de bremsstrahlung, ou "freando radiação". também são produzidas Radiografias quando elétrons fazem transições entre abaixe energia atômica nivela em elementos pesados. Radiografias produzidas deste modo dentro tem têm energias definidas há pouco iguais outros espectros de linha de elétrons atômicos. Eles são chamados radiografias características desde que eles têm energias determinadas pelos níveis de energia atômicos. Em interações com assunto, radiografias estão ionizando radiação e produto efeitos fisiológicos que não são observados com qualquer exposição de non-ionizar radiação, como o risco de mutações ou câncer em tecido.

Radiografias fazem parte de Freqüências de espectro de theElectromagnetic: 3 x 1016 Hz para cima Comprimentos de onda: 10 nm -> para baixo Energias de quantum: 124 eV -> para cima Absorção e Emissão Levando as transições de elétron associadas com interações visíveis e ultravioletas com assunto como um exemplo, absorção de um fóton só acontecerá quando a energia de quantum do fóton emparelhar a abertura de energia precisamente entre os estados iniciais e finais. Na interação de radiação com assunto, se há nenhum par de estados de energia tal que o fóton energia pode elevar o sistema do mais baixo então para o estado superior, o assunto será transparente àquela radiação.

Fótons: O Quanta de Luz De acordo com a hipótese de Planck, é quantizada radiação todo eletromagnética e acontece em "pacotes" finitos de energia que nós chamamos fótons. O quantum de energia para um fóton não é o h constante de Planck isto, mas o produto de h e a freqüência. O quantização insinua que um fóton de luz azul de determinada freqüência ou comprimento de onda sempre terá o mesmo quantum de tamanho de energia. Por exemplo, um fóton de luz azul de comprimento de onda 450 nm sempre terão 2.76 eV de energia. Acontece em pedaços grossos quantizados de 2.76 eV, e você não pode ter meio um fóton de luz azul - sempre acontece em precisamente os mesmos pedaços grossos de energia de tamanho. Mas a freqüência disponível é contínuo e não tem nenhum salto superior ou mais baixo, assim há nenhum mais baixo limite finito ou limite superior na possível energia de um fóton. No lado superior, há limites práticos porque você limitou mecanismos por criar fótons de energia realmente altos. Baixos fótons de energia abundam, mas quando você adquire debaixo de freqüências de rádio, o fóton energias são tão minúsculas comparado para se alojar temperatura energia térmica que você realmente nunca os vê como entidades quantizadas distintas - eles são submergidos no fundo. Outro modo para dizer que é isso nos baixos limites de freqüência, coisas há pouco misturam dentro com o tratamento clássico de coisas e um tratamento de quantum não é necessário.

O Efeito Fotoelétrico Os detalhes do efeito fotoelétrico estavam muito bem em contradição direta às expectativas de desenvolveu explicação de physics.The clássica marcou um dos passos principais para teoria de quantum. Os aspectos notáveis do efeito fotoelétrico quando foi observado primeiro era: 1. os elétrons foram emitidos imediatamente - nenhum atraso de tempo! 2. aumentando a intensidade da luz aumentada o número de photoelectrons, mas não o máximo deles/delas energia cinética! 3. luz vermelha não causará a expulsão de elétrons, não importa isso que a intensidade!

4. uma luz violeta fraca lançará só alguns elétrons, mas o máximo deles/delas energias cinéticas são maiores que esses para intensa luz de comprimentos de onda mais longos! Efeito fotoelétrico Experimente Análise de dados da experiência fotoelétrica mostrou que a energia dos elétrons lançados era proporcional à freqüência da luz iluminante. Isto mostrou que tudo que estava batendo os elétrons fora teve uma energia proporcional iluminar freqüência. O fato notável que a energia de expulsão era independente da energia total de iluminação que mostrou que a interação deve ser como que de uma partícula que deu tudo de sua energia para o elétron! Isto ajustou bem dentro com a hipótese de Planck que luz na experiência de radiação de blackbody só pudesse existir em pacotes discretos com energia E = hv Efeito fotoelétrico Fenômenos o mais geralmente observados com luz podem ser explicados através de ondas. Mas o efeito fotoelétrico sugestionou uma natureza de partícula para luz. Cores espectrais Em um arco-íris ou a separação de cores por um prisma nós vemos a gama contínua de cores espectrais (o espectro visível). UMA cor espectral está composta de um único comprimento de onda e pode ser correlatada com comprimento de onda como mostrado no quadro abaixo (um guia geral e não uma declaração precisa sobre cor). é caixa forte bastante dizer que luz monocromática como o laser de hélio-néon é vermelha (632 nm) ou que a 3-2 transição do espectro de hidrogênio é vermelha (656 nm) porque eles desabam a gama de comprimento de onda apropriada. Mas a maioria dos objetos coloridos emitem uma gama de comprimentos de onda e a caracterização de cor é muito mais que a declaração de comprimento de onda. Podem ser traçadas cores percebidas em um diagrama de chromaticity.