في أوائل القرن التاسع عشر لم يقدم علم البصريات ( الضوء) الجديد مثلما فعلت العلوم الأخرى مثل علم النووية وفيزياء الجوامد حتى عام 1960 عندما ظهر تطور جديدا شد انتباه الفيزيائيين ف مجال العمليات الضوئية المترابطة الممثلة في علم الليزر . فالليزر يعد من المرتكزات الرئيسية للثورة التكنولوجية التي يشهدها العالم حديثا. ويرجع اكتشاف الليزر للعالم اينشتين عام 1917 إثناء دراسته النظرية لطيف الامتصاص وطيف الانبعاث التلقائي حيث افترض نوع أخر من الانبعاث يسمى الانبعاث المستحث ولكنه لم يحصل عليه عمليا لعدم توافر الإمكانيات التكنولوجية . وظلت الفكرة طي النسيان إلى عام 1960حيث استطاع العالم الأمريكي ميمهان من صناعة أول ليزر على الإطلاق بواسطة بلورة من الياقوت المطعم بالكروميوم ثم تم إنتاج ليزر غاز الهليوم والنيون ثم توالت النجاحات لإنتاج ليزر يغطى جميع مناطق الطيف الضوئي المختلفة .
ويعتبر الليزر مصدر ضوئي فعال وهام جدا فئ التطبيقات الصناعي والبيولوجية والطبية لما له من خواص تميزه عن باقي المصادر الضوئية فأشعة الليزر تتميز بأنها
1- أحادية اللون ولها بريق عالي جدا ولها نقاء طبيعي ومترابطة
2- لا تفقد شدتها مع زيادة بعدها عن المصدر
3- قدرتها على الانتشار لمسافات طويلة جدا دون تفرق زاوي يذكر
4- كثافة وشدة ضوء عاليه تفوق بمراحل أي مصدر ضوئي طبيعي
ومن تطبيقات الليزر انه يمكن استخدامه في البحوث والدراسات العلمية والسيطرة على التفاعلات الذرية والنووية . كما أن طاقته العالية تمكن استخدامه في قطع المعادن ألصلبه والإغراض العسكرية. أيضا نظرا لدقة شعاع الليزر وترابطه استطاع الأطباء من استخدامه كاداه في أيدي الجراحين بديلا عن مشرط ألجراحه وخصوصا في الأعضاء المليئة بالشعيرات الدموية مثل الكبد والعين وغيرها من الأعضاء البشرية.
لعل من أهم وأدق الخواص هي السمات الطيفية لشعاع الليزر فهي تلعب دورا هاما في تطبيقات الليزر في أي من المجالات السابقة . فمثلا طيف الامتصاص (absorption spectra) لشعاع الليزر يستخدم في قياس الخوص الضوئية والحرارية للمواد وطيف التناثر (scattering) لشعاع الليزر يستخدم في التحاليل الدقيقة للروابط الكيمائية .
وقد لاقت هذه التطبيقات أهميه كبيره مع ظهور تقنيه النانو والتي تعد من أهم التقنيات في عالمنا الحديث. وجد العلماء أن المواد عندما يصغر حجمها في حجم النانومتر تتغير جميع خواصها(الالكترونية و المغناطيسية والحرارية والضوئية) التي كانت ترى في حالة تعاظم حجمها( Bulk) .
تضاؤل حجم المادة إلى النانو بالإضافة إلى هذا التغير الهائل في خواصها جذب انتباه العلماء في جميع التخصصات وفتح الباب الى نطاق واسع من تطبيقات هذا الاكتشاف العظيم في عدد من المجالات .
وقد استخدم كثر من علماء العصر الحديث الليزر كمصدر ضوئي لتحليل ودراسة المواد النانومتريه وتطبيقاتها .
على سبيل المثال فى مجال الصناعه استطاع العالم المصري الفيزيائي الدكتور حسن طلعت والدكتورة سهير نجم ومجموعة معمل تكنولوجيا الليزر بكلية العلوم جامعة عين شمس استخدام تقنيه الطيف ضوء صوتي والتي عادة يكون ليزر الأرجون هو المصدر الضوئي لها من قياس أشرطة الامتصاص لعينات شبه موصله في حجم النانو ووجدوا أن أشرطة الامتصاص تتغير تماما بصغر حجم المادة واستطاعوا أيضا قياس حجم الجسيمات النانومتريه من أشرطة الامتصاص.
وأيضا في مجال الطب استطاع العالم الكبير مصطفى السيد والحاصل على أعلى وسام علمي في الولايات المتحدة الامريكيه استخدام جسيمات من الذهب فى حجم النانومتر فى كشف ومعالجة الخلايا السرطانية . وقد وجد هذا العالم العظيم ان جسيمات من الذهب فى حجم النانومتر لها قدره عاليه لتناثر شعاع ضوئي مثل الليزر مما يؤدى إلى اكتشاف الخلية السرطانية بمجرد تعامل هذه الجسيمات مع هذه الخلية . وقدرتها الفائقة على امتصاص شعاع الليزر وتحويله إلى حرارة يودى إلى تدمير تلك الخلية .
د/ سعيد عبد الله عبد الحليم غنيم
أستاذ مشارك كلية المعلمين جامعة الطائف
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)