محمد عبادي
09-07-2010, 07:23 PM
اشعة الليزر والميزر
كلمة الليزر تعني «تضخيم الضوء» المرئي من الانبعاث المحفز، اما الميزر فتعني «تضخم الميكرويف من الانبعاث المحفز» أي ان الفرق بينهما فقط في الاطوال الموجية.
الاشعة الليزرية هي وحيدة الطول الموجي، تتكون الاشعة وحيدة الطول الموجي من إنتقال الكترون من مدار حول نواة الذرة له طاقة عالية الى مدار أدنى منه ذي طاقة أقل فغرق الطاقة هذه يشع كموجة ضوئية. ولكن اذا امكن ان ترمى الذرة هذه حال انتقال الالكترون بطاقة أعلى بقليل من الطاقة المنبعثة عندئذ فستشع الذرة فوتونين «موجتين» بنفس الطول متراكبتين بدقة شديدة لهما اتجاهية محددة الى درجة لامتناهية.. فيصبح الاشعاع مضخما من الانبعاث المحفز.
اول من تنبأ بهذه الحالة هو اينشتين في سنة ۱۹۱۷ ولم يكن بالامكان توليد هذه الاشعة في ذلك الزمن، وليس قبل الخمسينيات من القرن الماضي حيث اكتشفت وتوفرت الوسائل لتصنيع نبائط لانتاج أشعة الليزر والميزر. فلقد تمكن الفيزيائي الامريكي جارلس تاونس وجماعته من بناء اول «نبطة» ميزر «اشعة ميكروية»، وبعد مدة قصيرة اقترح تاونس وشوالو إمكانية عمل «نبيطة» انتاج اشعة الليزر «مرئية» وسمي الاشعاع ليزر.
كذلك توصل عالمان سوفيتيان على انفراد للفكرة نفسها، واول نبيطة انتاج ليزر صنعها العالم الامريكي ميامن سنة ۱۹۶۰ باستخدام قضيب من الياقوت، ومنذ ذلك الحين صنعت نبائط مختلفة لانتاج الليزرات، وبذلك تحقق حلم الاقدمين «ان بامكان الضوء ان يبخر اقسى المعادن الصلبة او ان يثقبها» بما فيها الالماس. واصبح انتاج الليزر يعتمد وبتوجيه حسب طبيعة الاستخدام والهدف منه، وتنوع الغايات ادى الى ادخال مواد متنوعة لانتاج هذا النوع من الاشعاع فقد اسستخدمت القضبان الزجاجية، وخلايا السوائل والاصباغ العضوية الفلوروسينية كما استخدمت الغازات التي تهيج ذراتها تحت تأثير التفريغ الكهربائي مثل خليط هليوم، نيون.
ومما يجب ذكره ان الاشعة بعد صدورها من الذرات المتحفزة تعرّض لانعكاسات متكررة قبل خروجها من النبيطة بغية تضخيمها. وكان من اهم الاكتشافات في مجال اشعة الليزر هو ليزرات اشباه الموصلات حيث اصبح بالامكان صنع نبائط صغيرة جداً رقيقة ولاتتجاوز مساحتها ۱سم۲ او اقل بكثير وتوضع داخل قلم جاف فيصبح له مهمتان..! وفي الواقع تتكون من طبقتين رقيقيتن الواحدة فوق الاخرى. يتولد الليزر منها بالحكم بالشوائب التي تطعم بكل من الطبقتين فتكون هنا الشوائب «الذرات الغريبة» العنصر الاساس في طبيعة الاستخدام.
ويجب ان نشير الى ان نبائط اشباه الموصلات هي عبارة عن «دايودات» المعروفة باستخدامها للجميع ولكنها تختلف بتركيز الشوائب. من اهم استخدامات الموجات الليزر او الميزرية هو تقوية الموجات الراديوية الضعيفة المستقبلة من النجوم والتوابع حتى يمكن تفسيرها، وكذلك تستخدم للسيطرة على استقامة الاتجاهات بفرق لايتجاوز مثلا ربع مليمتر في كل ۶۰م، فاصبح بالامكان توجيه مكائن الحفر العميق او تعديل الاتجاهات لأي غرض كان، من جهة اخرى قوة التضوية في اشعة الليزر تساعد على اخراج الصور في الابعاد الثلاثة وفيما يسمى ايضا بالهيلو غرافي.
الابحاث الان تسير نحو الحدود الاخيرة لهذا الاكتشاف وهو انتاج ليزر بطول موجات الاشعة السينية، وستمكن هذه الاشعة من تحديد مواقع الذرات ضمن جزيئاتها، لان الاشعة السينية ذات اطوال موجية أقل من الابعاد بين الذرات. وبالرغم من ان الاشعة الليزرية خطرة جداً ولكن الضعيفة منها ليست بتلك الخطورة التي تظهرها افلام الموت في الخيال العلمي وستبقى بعيدة عما تذهب اليه هذه الافلام
كلمة الليزر تعني «تضخيم الضوء» المرئي من الانبعاث المحفز، اما الميزر فتعني «تضخم الميكرويف من الانبعاث المحفز» أي ان الفرق بينهما فقط في الاطوال الموجية.
الاشعة الليزرية هي وحيدة الطول الموجي، تتكون الاشعة وحيدة الطول الموجي من إنتقال الكترون من مدار حول نواة الذرة له طاقة عالية الى مدار أدنى منه ذي طاقة أقل فغرق الطاقة هذه يشع كموجة ضوئية. ولكن اذا امكن ان ترمى الذرة هذه حال انتقال الالكترون بطاقة أعلى بقليل من الطاقة المنبعثة عندئذ فستشع الذرة فوتونين «موجتين» بنفس الطول متراكبتين بدقة شديدة لهما اتجاهية محددة الى درجة لامتناهية.. فيصبح الاشعاع مضخما من الانبعاث المحفز.
اول من تنبأ بهذه الحالة هو اينشتين في سنة ۱۹۱۷ ولم يكن بالامكان توليد هذه الاشعة في ذلك الزمن، وليس قبل الخمسينيات من القرن الماضي حيث اكتشفت وتوفرت الوسائل لتصنيع نبائط لانتاج أشعة الليزر والميزر. فلقد تمكن الفيزيائي الامريكي جارلس تاونس وجماعته من بناء اول «نبطة» ميزر «اشعة ميكروية»، وبعد مدة قصيرة اقترح تاونس وشوالو إمكانية عمل «نبيطة» انتاج اشعة الليزر «مرئية» وسمي الاشعاع ليزر.
كذلك توصل عالمان سوفيتيان على انفراد للفكرة نفسها، واول نبيطة انتاج ليزر صنعها العالم الامريكي ميامن سنة ۱۹۶۰ باستخدام قضيب من الياقوت، ومنذ ذلك الحين صنعت نبائط مختلفة لانتاج الليزرات، وبذلك تحقق حلم الاقدمين «ان بامكان الضوء ان يبخر اقسى المعادن الصلبة او ان يثقبها» بما فيها الالماس. واصبح انتاج الليزر يعتمد وبتوجيه حسب طبيعة الاستخدام والهدف منه، وتنوع الغايات ادى الى ادخال مواد متنوعة لانتاج هذا النوع من الاشعاع فقد اسستخدمت القضبان الزجاجية، وخلايا السوائل والاصباغ العضوية الفلوروسينية كما استخدمت الغازات التي تهيج ذراتها تحت تأثير التفريغ الكهربائي مثل خليط هليوم، نيون.
ومما يجب ذكره ان الاشعة بعد صدورها من الذرات المتحفزة تعرّض لانعكاسات متكررة قبل خروجها من النبيطة بغية تضخيمها. وكان من اهم الاكتشافات في مجال اشعة الليزر هو ليزرات اشباه الموصلات حيث اصبح بالامكان صنع نبائط صغيرة جداً رقيقة ولاتتجاوز مساحتها ۱سم۲ او اقل بكثير وتوضع داخل قلم جاف فيصبح له مهمتان..! وفي الواقع تتكون من طبقتين رقيقيتن الواحدة فوق الاخرى. يتولد الليزر منها بالحكم بالشوائب التي تطعم بكل من الطبقتين فتكون هنا الشوائب «الذرات الغريبة» العنصر الاساس في طبيعة الاستخدام.
ويجب ان نشير الى ان نبائط اشباه الموصلات هي عبارة عن «دايودات» المعروفة باستخدامها للجميع ولكنها تختلف بتركيز الشوائب. من اهم استخدامات الموجات الليزر او الميزرية هو تقوية الموجات الراديوية الضعيفة المستقبلة من النجوم والتوابع حتى يمكن تفسيرها، وكذلك تستخدم للسيطرة على استقامة الاتجاهات بفرق لايتجاوز مثلا ربع مليمتر في كل ۶۰م، فاصبح بالامكان توجيه مكائن الحفر العميق او تعديل الاتجاهات لأي غرض كان، من جهة اخرى قوة التضوية في اشعة الليزر تساعد على اخراج الصور في الابعاد الثلاثة وفيما يسمى ايضا بالهيلو غرافي.
الابحاث الان تسير نحو الحدود الاخيرة لهذا الاكتشاف وهو انتاج ليزر بطول موجات الاشعة السينية، وستمكن هذه الاشعة من تحديد مواقع الذرات ضمن جزيئاتها، لان الاشعة السينية ذات اطوال موجية أقل من الابعاد بين الذرات. وبالرغم من ان الاشعة الليزرية خطرة جداً ولكن الضعيفة منها ليست بتلك الخطورة التي تظهرها افلام الموت في الخيال العلمي وستبقى بعيدة عما تذهب اليه هذه الافلام