ما هو ضوء الليزر وكيف تم اكتشافه ؟
1 ) اختراع الليزر من البداية :
إن الليزر موجود فى كل مكان فعند القيام بالحصول
على الليزر فلدى الإسان الليزر موجود فى بيته فى الأجهزة الكهربائية والإلكترونية
التى تعمل بجهاز ( الروموت كونترول ) وتوجد أجهزة كبيرة كجهاز ( CVD ) و ( VSD ) فكل هذه
الأجهزة تستخدم شعاع الليزر فكيف تعمل الأجهزة المعتمدة على شعاع الليزر فلا بد من
معرفة ( الذرة / Atom ) .
2 ) ما هى الذرة ؟
فما هى الذرة ؟ فلو تم أخذ قطعة من مادة ما
أى مادة كيف ما كانت ( حديد / خشب / حجر / لحم ) أى مادة ثم أخذ قطعة أخرى ليتم
تكون مواصفات الليزر من حيث تقسبم القطع إلى
أصغر وأصغر عن طربق نصفبن ونصفين حتى نصل للذرة فضوء الليزر فهل ستتم عملية القطع
إلى ما لا نهاية فلا بد من الوصول إلى أصغر شىء فى المادة ( الذرة ) فلقد درس
العلماء ( الذرة ) حيث تعتبر الذرة نوع من الطاقة وفى عبورها تتكون من أشياء
متناهية فى الصغر وهى عبارة عن شىء يتميز به المفهوم ( البروتونات ) عن نواة وتدور
حولها إلكترونات فى الكون كله فوجدوا أن جميع المواد فى الكون تتشكل من هذه
الدراسة فذرة بجانب ذرة فوقها ذرة وتحتها ذرة من مادة معينة فنوع المادة يتوقف
عليه طريقة البناء وعدد الإلكترونات التى تدور حول النواة فما علاقة الذرات بموضوع
الليزر ؟ فبدون الذرات لن يوجد الليزر لأن ضوء الليزر يأتى من الذرات فكيف يأتى
ضوء الليزر من الذرات ؟ فتوجد صورة تحرك للذرة ( النواة ) فى المنتصف بداخلها
البروتونات الموجبة والنيوترونات المتعادلة والبوزبترونات الموجبة فذرة النحاس
سببها الكترونيين فى المدار الأول وفى المدار 2 توجد( 8 الكترونات ) وفى المدار (
3 ) ( 18 الكترون ) وفى المدار ( 4 ) الكترون واحد فالبروتوتات موجبة الشحنة
والنيوترونات متعادلة الشحنة
والبوزيترونات وهى عكس الإلكترونات فى الشحنة أى ( موجبة الشحنة ) فالبروتونات
والنيوترونات والبوزيترونات موجودين داخل نواة الذرة وحول نواة الذرة توجد
الإلكترونات وهى سالبة الشحنة فالمادة المضيئة تعتمد على من أى مادة تنطلق منها
أشعة الليزر فحينما يتم ارسال كشافها للإلكترونات وتثيرها بطاقة عالية جدا فإن
لديها الطاقة فهى تقفز من مدارها العادى إلى مدار آخر وعندما يصبح جميع الضوء على
شكل فوتونات حيث أن الضوء يكون متحركا بسرعة ( 300000 كم / ث ) وحيث أن قوة الليزر
تطلق الطاقة من المادة المحفزة لطاقة الليزر حيث يتم بالنسبة ( للإلكترون )
فالطاقة تجعل الإلكترون يقفز نحو مستويات أعلى ثم يعود لمستواه الأصلى فالإلكترون
بطلق طاقة على شكل ضوء فالضوء قوته = قوة الطاقة المعطاه فى الأول فالأول يتم
إثارة الإلكترون بالطاقة وهو بقطر لامع بينما برجع الإلكترون مطلقا طاقة على جسيم
الطاقة التى أعطيناه فى الأول وبهذه الفكرة أصبحت قوة الليزر تعمل بهذه الطريقة
فعن طريق دراسة نوع من الكائنات المضيئة ( الحشرات المضيئة ) أثناء دراستها
فالخنافس المضيئة حشرة مضيئة فكيف تعطى الحشرات الضوء للخارج حيث أن الخنافس
المضيئة بها حواصل من مادة معينة حساسة جدا للضوء كما توجد أسماك مضيئة فعندما
نختلط المادة الحساسة بالأكسجبن يتفاعل ويطلق ضوء فعن ظريق تفليد المسألة فيؤتى
بمادة حساسة للضوء ثم تخلط بالأكسجين لنرى النتيجة فهذه هى الذرة والنواة
والإلترونات التى تدور حول النواة فى مدارات ( مستويات الطاقة ) فالإلكترونات تقفز
من مدارها الأول إلى مدارها الثانى ثم ترجع للمدار الأول مرة أخرى حيث أن
الإلكترون يطلق طاقة على شكل ضوء يعطيه طاقة يقفز من مكانه ليرجع وبما أن
الإلكترون يعطى طاقة على شكل ضوء فلماذا لا نعطيه طاقة أكبر حينما يقفز من مكانه
ويرجع الضوء الأقوى فهذه هى فكرة الليزر .
فعن طريق استخدام انبوبة وفيها ( ثانى أكسيد
الكربون ) وهو يهيج بالضوء وحينما يهيج بالضوء تفعل الإلكترونات تهيج الإلكترونات
( ثانى أكسيد الكربون ) وتقفز من مكانهم يرجع وتطلق طاقة والطاقة تهيج الإلكترون
الذى فى مكانه ويقفز الإلكترون ثم يرجع إلى مكانه حيث سيقفز ثم سيرجع ثم سيطلق
طاقه وسيرجع الإلكترون الذى بجانبه ثم يقفز ويطلق طاقة إلكترون مع إلكترون الذى
بجانبه فيعطى طاقة مستمرة ثم يتم تكثيف الطاقة ويتم تكثيفها عن طريق المرايا
فالشعاع الصاعد من إلكترونات ينعكس فى المرآة وينعكس فى أماكن متفرقة ويخرج بعد أن
يصل لكثافة معينة ويخرج من مكان معين على شكل ضوء طويل جدا حتى يمكنه الذهاب للقمر
ويعود للأرض مرة أخرى حيث يمكن قياس المسافة بين الأرض والقمر بدقة متناهية فهذا
هو ضوء الليزر حيث أن الإلكترونات تقفز من مكانها وترجع وتطلق الطاقة على شكل ضوء
ذلك هو الليزر واخترع أول ليزر فى العالم سنة ( 1960 ) فهى فكرة بسيطة عن طريق
مادة معينة ( الياقوت الصناعى ) ووضعها فى مصباح صغير وحينما يضىء المصباح فالضوء
سيهيج الذرات الموجودة فى مادة ( الياقوت الصناعى ) فكل مادة تتكون من ذرات فقد تم
وضع عدد قليل من الذرات مع العلم أن مادة ( الياقوت الصناعى ) فتتكون من ملايين
ملايين الملايين من الذرات حيث يأتى ضوء المصباح يهيج الإلكترونات الموجودة فى
الذرات ثم تقفز الإلكترونات من مكانها حيث ينطلق ضوء كما توجد مرايا موجودة على
جانبى انبوبة الضوء أو انبوبة التفريغ الكهربى لإنتاج ضوء الليزر فالضوء الخارج من
الإلكترونات سينعكس فى المرايا فيتكتف فيحصل له نوع معين من التكتيف الشعاعى
وحينما يصل إلى كثافة معينة سيطلقه ويخرج من مكان معين ويخرج على شكل ضوء متجانس
وكثيف فهو فى قوته = القوة التى تم تهيجه بها فلو تم زيادة قوة التهييج فلو تم
التهييج بقوة أكبر ينطلق ضوء أكبر وهذه فكرة الضوء فهى تقع على جميع دوائر الضوء
فى ( CD
) فى الكمبيوتر بحيث يقرأ عن طريق الليزر فال ( CD ) هى إحدى
استعمالات الليزر فحين تم اكتشاف شعاع الليزر طبق فى عدة استعمالات من بينها قراءة
ما يوجد فى قرص ( CD ) ولقد دخل الليزر فى مجال
التحكم فى الطاقة التى يتم بها تهييج الإلكترونات فممكن الحصول على طاقة كبيرة فلو
تم تهييج الإلكترونات بطاقة قوية جدا فالضوء الحاصل عليه سيكون قويا جدا فالليزر
يصبح قويا جدا لدرجة أن يعمل ثقب فى الخشب وفى المعادن المختلفة وفى الخرسانة
المسلحة ويعمل الليزر ثقب فى الحديد الصلب كما يوجد نوع من اللحام الليزرى فالليزر
يقطع ويكوى فى نفس الوقت بدون أى نزيف فى العمليات الجراحية ويستخدم الليزر فى
الطب فى إزالة الأورام السرطانية وعلاج قزحية وقرنية العين وفى جراحة الأوعية
الدموية والمسالك البولية ويستخدم الليزر فى الاتصالات عن طريق كابلات ليزرية
ضوئية دقيقة ومهمة جدا فيمكن للكبل الليزرى الواحد أن يحمل عليه ( 12 خط ليزرى ) (
General Optics ) باستخدام تكنولوجيات متطورة
جدا ومباشرة لليزر .
أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف
18 / 9 / 2024
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق