La ciencia contenida en un láser parte #2

in #steemstem3 years ago (edited)

Saludos de vuelta con ustedes este navegante @newton666, también en especial: #stem-espanol, #steemstem, #curie y #cervantes, para esta segunda entrega continuando con “La ciencia contenida en un láser”, como otro gran aporte de información en campo de la ciencia de física.



En la primera parte abordamos la importancia de fotón como energía, también dentro de la mecánica cuántica tenemos el láser, como un mecanismo capaz de amplificar luz por medio de emisión estimulada de radiación, donde los átomos actúan como sistema emisores y absorbentes de luz, pueden ser representados en términos de un núcleo de carga +Ze, por otro lado también continuando en este orden de idea, los tipos absorción por medio de una átomo estable y el segundo por medio de la excitación del átomo, logrando que el fotón haga posible de crear un fenómeno de espectro óptico, teniendo claro el valor de energía transportada en las diferentes correspondencia de estado en la que está fueron emitidas, como una inicial estable y la otra de modo de excitación parten de un punto inicial de trasmisión.

Pienso que el manejo del fotón como materia a través de esta información aportada evidenciamos su capacidad de tener una frecuencia donde se reflejan efectos fotoeléctrica, el cual se combina con la radiación electromagnética manteniendo un equilibrio de manera térmica, es por ello su diversidad de aplicación en otro campo: química, medicina, biología.




Una representación de un láser:

[1]-Medio activo con ganancia óptica.

[2]-Energía de bombeo para láser.

[3]-Espejo de alta reluctancia.

[4]-Espejo de acoplamiento.

[5]-Emisión del Haz láser.

Observamos que tiene una cavidad óptica y usa dos espejos, por medio del cual se puede amplificar la luz, que al mismo tiempo necesita aporte de energía como corriente eléctrica, para estimular el haz de luz gracias por el medio activo, donde ocurre el transporte de energía por excitación.

Proceso de emisión espontánea Este tipo de emisión se produce sin que sea necesaria la presencia de un campo de radiación externa; es decir, se de forma aleatoria y por lo tanto, no se puede saber con exactitud el instante en que tendrá lugar la transición. El tiempo t, es necesario para que el número de átomos en estado excitado disminuya en un e= 2.7182818, se conoce con el nombre de tiempo de vida del estado excitado y corresponde al tiempo en que los átomos permanecen en un estado excitado.
Información consultada en El láser: principios básicos Por Édgar González, 2003.


A continuación tenemos dos representaciones en donde se muestra la emisión espontánea de un fotón, debido a la transición entre dos niveles de energía permitido.





[1]-Por medio de Excitación.





[2]-por medio de Transición.


La singularidad de este fenómeno como eventualidad a nivel cuántico, el fotón tiene la particularidad de tener un movimiento angular de espín, logrando durante el proceso de emisión el átomo pierda un impulso, además hace posible que ocurra una transición dipolar eléctrica, el cual no debería ocurrir, parece algo inimitable, solo dependerá en la forma en que el tiempo se incrementa en función del permanencia o situación del electrón en sus niveles eléctricos.




Un ejemplo del modelo matemático, en donde nos muestra la probabilidad en al que el átomo experimenta la transición, considerando la distribución de carga dipolar eléctricas, al momento que debería oscilar la emisión de radiación, R Probabilidad de transición, p Magnitud del momento dipolar.





Este modelo aplica cuando se trabaje con átomos de hidrógenos, ya que tiene la particularidad de tener una vida útil en un orden de magnitud de 10^-8, que es el momento para pueda ocurrir el fenómeno de transición, a parte hv son energía emitida por el fotón.

En cuanto a nivel de la óptica en el campo de la física, nos muestra lo de la observación dinámica de los fenómenos de reflexión y refracción su esencia de óptica geometría, de tal manera de tener una mejor noción del comportamiento de lentes y espejos para determinar sus longitudes de onda que muestra a través de este fenómeno anteriormente mencionado con el efecto de la propagación de la luz.

En la óptica geométrica la propagación de la luz representa mediante rayos, que se mueven en líneas rectas en un medios óptico Homogéneo y cuyo comportamiento en la superficie de separación o interfase de dos medios se rige por dos reglas sencillas, las leyes de Snell de la reflexión y de la refracción.
Información consultada en Óptica del láser por Alan M. Portis, 1974.



Una representación como se muestra los ángulos en la óptica geométrica en el caso de rayos que son incidente, que a su vez se refracta entre sí, donde tanto para n1 y n2 = senα = senβ.

Mucho se explicaran se aplica el láser a nivel de las industrial, ya que se usa como mecanismo de soldadura bajo el esquema de soldar materiales conociendo su punto de fusión y de solidificación, ya que la fuerza de este puede fundir materiales al momento de soldar, como el caso que el plástico tienes las propiedades para ser soldado por medio del mecanismo del láser. Considerando que tienes más aplicaciones aparte de soldadura, para realizar mecanismo portátiles de cirugía ocular, cauterizador, en el campo de la medicinas, la elaboración de lente óptico para la reproducción de cd, entre otros importante la para humanidad como aporte a la ciencia y tecnología.

Para proporcionar la densidad de potencias necesarias para fundir el material, el láser puede operar en modo continuo o en modo pulsado. El láser de Nd:YAG opera generalmente en modo pulsado, aunque puede también hacerlo en modo continuo, mientras que el Láser de CO2 opera tanto en modo pulsado y estándar.
Información consultada en Aplicaciones industriales del láser por L. Bachs, J. Cuesta, N. Careles, 1988.



Una representación de potencia de pulso uno continuo y el otro estándar.



[1]-Física para la ciencia y la tecnología. II por Paul Allen Tipler, ‎Gene Mosca - 2004.

[2]- El láser: principios básicos por Édgar González, 2003.

[3]-Aplicaciones industriales del láser por L. Bachs, J. Cuesta, N. Careles, 1988.

[4]-Óptica del láser por Alan M. Portis, 1974.


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