레이저우리 모두는 소형부터 장난감 게임, 대형부터 산업 장비 및 레이저 무기까지 보거나 들어본 적이 있습니다. 이러한 게임은 레이저 발사기 구성의 다양하고 강력하며 다양한 수준에서 파생됩니다. 가장 약한 레이저라도 태양빛보다 강합니다. 왜 그럴까요?
햇빛과 레이저 빛의 차이점
빛의 색깔마다 파장이 다릅니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 파란색 빛은 빨간색 빛보다 파장이 짧습니다. 햇빛은 다양한 파장의 빛으로 구성되어 있으며, 우리의 눈은 이러한 파장의 혼합을 백색광으로 인식합니다.
레이저의 파장은 태양의 파장과 다르며 레이저는 자연적으로 발생하는 것이 아니라 사람이 발명한 것입니다. 레이저는 모든 광파가 매우 유사한 파장을 갖는 좁은 빔을 생성합니다(아래 참조). 이것이 바로 레이저 광선이 매우 좁고 밝으며 매우 작은 지점에 초점을 맞출 수 있고 햇빛보다 더 강한 이유입니다.
레이저 빛은 어떻게 빛나나요?
레이저는 다양한 색상으로 나오며, 일반적인 빨간색 레이저에는 루비로 만든 긴 결정(중간)이 포함되어 있고 그 주위를 플래시 튜브로 감싸고 있습니다. 플래시 튜브는 약간 형광등과 비슷해 보이지만 루비 크리스탈 주위에 감겨져 있으며 동일한 파장의 빛을 방출하며 이러한 동일한 주파수의 빛의 플래시는 레이저입니다.
고전압 전원 공급 장치로 인해 튜브가 깜박입니다. 튜브가 깜박일 때마다 루비 결정에 에너지를 "펌프"하여 에너지가 광자의 형태로 결정에 주입됩니다. 루비 결정의 원자(큰 녹색 점)는 흡수 과정을 통해 이 에너지를 흡수합니다. 원자의 전자는 더 높은 에너지 준위로 전환되면서 에너지를 흡수합니다. 몇 밀리초 후에 전자는 광자(작은 파란색 반점)를 방출하여 원래 상태로 돌아갑니다. 이를 자연 방출이라고 합니다. 원자에서 방출된 광자는 루비 결정 내부에서 위아래로 확대되어 빛의 속도로 이동합니다. 이들 광자 각각은 이미 여기된 다른 원자를 자극합니다. 이런 일이 발생하면 들뜬 원자가 광자를 방출하고 우리는 원래의 광자를 다시 가져옵니다. 이것을 유도 방출이라고 합니다. 레이저 튜브의 한쪽 끝에 있는 손톱 거울은 광자가 결정 내에서 앞뒤로 튀는 것을 유지합니다. 튜브의 다른 쪽 끝에 있는 거울은 일부 광자를 다시 결정으로 반사하지만 일부는 빠져나가도록 합니다. 탈출하는 광자는 우리가 볼 수 있는 레이저를 형성하는 매우 집중된 레이저 빔을 형성합니다.
레이저의 사용가치
레이저가 포함된 우리가 사용하는 제품은 일반적으로 레이저 프린터, 바코드 스캐너 및 DVD 플레이어로 제한됩니다. 다이아몬드나 두꺼운 금속을 자를 수 있는 정밀공구나 섬세한 용도로 설계된 레이저 메스에도 사용됩니다.
레이저는 또한 과학자들이 레이저 빔이 달에 도달하고 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 지구와 달 사이의 거리를 측정하는 데 사용됩니다.
레이저 이득의 가변적 특성으로 인해 충분히 큰 레이저 발사기를 만들 수 있는 한 레이저의 에너지는 증가합니다. 일부 레이저 무기에 한 발의 비용이 들지 않는 것처럼 지상의 레이저를 사용하여 파괴할 수 있습니다. 하늘에 있는 항공기. 물론, 이 거대하고 흥미로운 장치는 가장 비싼 전기이며, 레이저 에너지가 클수록 더 많은 전기를 소비하므로 일반 사람은 만들 수 있어도 전기 요금을 지불할 수 없습니다.