El Laser

EL LASER
El descubrimiento del laser es uno de los pocos inventos que han logrado repercutir de una manera profunda tanto en la vida cotidiana como en el ámbito científico ya que a permitido grandes avances en la producción industrial como en la medicina y hasta en lo militar y hasta se le definió como “una solución en busca de problemas”.
El laser surgió gracias a los avances en ramas de laciencia como la física moderna y de manera mas especifica en la parte de esta llamada mecánica cuántica que a su vez esta surgió cuando los científicos trataron de encontrar la distribución del espectro emitido por un cuerpo caliente.
Si calentamos un objeto a 200°notaremos al acercarnos que este emite cierta radiación invisible es decir que no se puede ver a la que llamamos calor; si seguimosaumentando la temperatura el objeta desprenderá una luz de color rojo, si seguimos aumentando la temperatura el color cambiara a amarillo, azul, violeta sucesivamente a esta emisión de luz y calor la llamaremos radiación.
Uno de los resultados mas sorprendentes en la experimentación con el laser es que no importa la naturaleza o forma del cuerpo que calentemos la intensidad de radiación emitidapor longitud de onda para varias temperaturas tendrá las mismas características generales; pero existía un problema en esa época para explicar estos resultados en forma teórica ya que con la física y matemática de esa época no podían construir un modelo teórico matemático capaz de reproducir las observaciones experimentales.
El problema de la radiación térmica fue resuelto por Max Planck que hallola solución al postular que la energía de una onda electromagnética (o cualquier otra forma oscilante) puede existir en forma de paquetes llamados cuanta. La energía de cada cuanta es directamente proporcional a la frecuencia de oscilación; pero los cuanta no eran solo un recurso para resolver una ecuación sino que eran entes físicos reales.
Los átomos están formados por un núcleo muy masivocon electrones girando en orbitas alrededor de él que pueden irradiar ondas electromagnéticas y así perder energía y bajar de orbita pero los electrones en el átomo solo pueden encontrarse en ciertas orbitas así que para pasar de una orbita a otra el electrón debe emitir o absorber un cuanto de energía igual ala diferencia entre la primera y la segunda orbita.
INTERACCION ATOMO-CUANTO. Imaginemosun átomo con dos niveles E1 y E2 en el primer nivel el átomo esta en su estado base y en el segundo en su estado excitado. Para que este sistema interaccione con un cuanto de energía será necesario que el cuanto tenga una energía igual a la diferencia de energía entre el E1 y E2, y la frecuencia de oscilación es igual a la diferencia entre E1y E2 entre h
Llamemos fotón a “un cuanto deradiación electromagnética” para así entender el proceso de interacción atomo-foton llamado absorción, en este proceso el átomo esta en su estado base que al interactuar con un fotón lo absorbe y pasa a el siguiente nivel de energía u orbita, es decir, a su estado excitado.
El siguiente proceso de interacción átomo-base es el de emisión espontanea en el que tenemos un átomo excitado que de formaespontanea libera un fotón de energía pasando a su estado base. El fotón se emite en una dirección aleatoria.
Finalmente otro proceso de interacción átomo-fotón es el de emisión estimulada que es el proceso principal que da origen al laser. En el tenemos un átomo excitado que al interactuar con un fotón, en esta interacción el átomo pasa a su estado base y emite un fotón teniendo como resultado dosfotones. Podemos afirmar que el laser se desarrollo gracias a el fenómeno de emisión estimulada ya que la palabra laser es el acrónimo de Light Amplification by Simulated Emission of Radiation, que significa amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación.
AMPLIFICADORES Y OSCILADORES OPTICOS. Ahora discutiremos la interacción de grandes cantidades de fotones con grandes cantidades de...