Sự khác biệt giữa tia laser và ánh sáng mặt trời là gì?

Tia lazeTất cả chúng ta đều đã thấy hoặc nghe nói về các trò chơi từ nhỏ đến đồ chơi, từ lớn đến thiết bị công nghiệp và vũ khí laze, bắt nguồn từ kích thước của thành phần bệ phóng laze khác nhau, mạnh mẽ và khác nhau. Ngay cả tia laser yếu nhất cũng mạnh hơn ánh sáng mặt trời, tại sao?

Mỗi màu ánh sáng có bước sóng khác nhau. Như thể hiện trong hình bên dưới, ánh sáng xanh có bước sóng ngắn hơn ánh sáng đỏ. Ánh sáng mặt trời được tạo thành từ ánh sáng có nhiều bước sóng khác nhau và mắt chúng ta cảm nhận hỗn hợp các bước sóng này là ánh sáng trắng.

Bước sóng của tia laser khác với bước sóng của mặt trời và tia laser không xuất hiện một cách tự nhiên mà do con người phát minh ra. Tia laser tạo ra một chùm tia hẹp trong đó tất cả các sóng ánh sáng có bước sóng rất giống nhau (hình bên dưới). Đó là lý do tại sao chùm tia laser rất hẹp, rất sáng và có thể tập trung vào những điểm rất nhỏ và mạnh hơn ánh sáng mặt trời.

Tia laser có nhiều màu sắc và một tia laser màu đỏ điển hình sẽ chứa một tinh thể dài (trung bình) làm từ hồng ngọc và được quấn quanh nó bằng một ống đèn flash. Ống đèn flash trông hơi giống đèn huỳnh quang, nhưng nó được cuộn quanh một tinh thể hồng ngọc và phát ra cùng bước sóng ánh sáng, và những tia sáng nhấp nháy ở cùng tần số này là tia laser.

Nguồn điện cao áp làm cho ống bị nhấp nháy. Mỗi lần ống nhấp nháy, nó “bơm” năng lượng vào tinh thể ruby ​​để năng lượng được bơm vào tinh thể dưới dạng photon. Các nguyên tử trong tinh thể ruby ​​​​(những đốm lớn màu xanh lá cây) hấp thụ năng lượng này thông qua quá trình hấp thụ. Các electron của nguyên tử hấp thụ năng lượng khi chúng chuyển sang mức năng lượng cao hơn. Sau vài mili giây, electron trở lại trạng thái ban đầu bằng cách phát ra các photon (đốm nhỏ màu xanh). Điều này được gọi là phát xạ tự phát. Các photon phát ra từ các nguyên tử phóng lên xuống bên trong tinh thể ruby, di chuyển với tốc độ ánh sáng. Mỗi photon này kích thích một nguyên tử đã bị kích thích khác. Khi điều này xảy ra, nguyên tử bị kích thích sẽ giải phóng một photon và chúng ta mang photon ban đầu quay trở lại. Điều này được gọi là phát xạ kích thích. Chiếc gương đinh ở một đầu của ống laser giữ cho các photon nảy qua lại bên trong tinh thể. Một tấm gương ở đầu kia của ống phản chiếu một số photon trở lại tinh thể, nhưng để một số trong chúng thoát ra ngoài. Các photon thoát ra tạo thành chùm tia laser rất tập trung, tạo thành tia laser mà chúng ta nhìn thấy.

Các sản phẩm chúng tôi sử dụng có chứa tia laser thường chỉ giới hạn ở máy in laser, máy quét mã vạch và đầu DVD. Nó cũng được sử dụng trong các công cụ chính xác có thể cắt kim cương hoặc kim loại dày, cũng như dao mổ laze được thiết kế để sử dụng một cách tinh vi.

Tia laser còn được các nhà khoa học sử dụng để đo khoảng cách giữa Trái đất và mặt trăng bằng cách đo thời gian chùm tia laser đi tới và quay trở lại mặt trăng.

Do tính chất thay đổi của mức tăng laser, miễn là bạn có thể chế tạo một bệ phóng laser đủ lớn, năng lượng của tia laser sẽ tăng lên, giống như một số vũ khí laser không tốn một phát bắn, có thể sử dụng tia laser trên mặt đất để tiêu diệt máy bay trên bầu trời. Tất nhiên, thiết bị khổng lồ thú vị này là loại điện đắt nhất, năng lượng của tia laser càng lớn thì tiêu thụ càng nhiều điện, vì vậy người bình thường dù có chế tạo được cũng không thể trả tiền điện.