Explique como um laser produz radiação. Faça uma lista das principais propriedades da radiação emitida por um laser.
Passo 1
Vamos entender o que a pergunta está pedindo. Você quer saber como um laser produz radiação e quais são as principais propriedades dessa radiação emitida por um laser. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a física dos lasers, especificamente sobre emissão estimulada, ganho de população e cavidade ressonante.
Passo 2
Primeiro, vamos ver como um laser produz radiação. A produção de luz em um laser começa com a absorção de energia por átomos ou moléculas em um meio ativo. Essa energia pode vir de uma fonte externa, como uma corrente elétrica ou outra fonte de luz.
Passo 3
Quando os átomos absorvem essa energia, eles ficam excitados, ou seja, os elétrons passam para níveis de energia mais altos. Esse estado é chamado de “estado excitado”. Para que o laser funcione, precisamos de mais átomos no estado excitado do que no estado fundamental, isso é chamado de “inversão de população”.
Passo 4
Com a inversão de população, ocorre a emissão estimulada. Isso significa que um fóton passando próximo a um átomo excitado pode fazer com que ele libere outro fóton com as mesmas características (mesma direção, fase e frequência). Esse processo amplifica a luz.
Passo 5
A cavidade ressonante do laser, geralmente formada por dois espelhos paralelos, ajuda a refletir os fótons de volta e mais fótons são emitidos. Isso cria um feedback positivo, amplificando ainda mais a luz até que ela escape como um feixe coerente e intenso.
Passo 6
Agora, vamos listar as principais propriedades da radiação emitida por um laser:
- Coerência: Os fótons têm a mesma fase, permitindo que as ondas de luz interfiram de maneira consistente.
- Monocromaticidade: O laser emite luz de um único comprimento de onda ou cor.
- Direcionalidade: O feixe de laser é altamente colimado, ou seja, mantém uma direção muito estreita por longas distâncias.
- Polarização: A luz do laser geralmente tem uma polarização bem definida.
- Intensidade Elevada: Devido à sua natureza concentrada, os lasers podem ter intensidades muito altas.
Resposta
Um laser produz radiação através da absorção de energia por átomos em um meio ativo, seguida da emissão estimulada que amplifica a luz em uma cavidade ressonante. As principais propriedades da radiação emitida por um laser são: coerência, monocromaticidade, direcionalidade, polarização e intensidade elevada.
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