تحقیق لیزر

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 تحقیق لیزر دارای ۱۰۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق لیزر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی تحقیق لیزر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن تحقیق لیزر :

«اقرا بسم ربک الذی خلق»         بخوان به نام پروردگارت که تو را آفرید.

خدایا اولین سخن تو با پیامبرت خواندن بود. توخیر بندهات را در دانشمند بودن او میدانی. پس خدایا شناخت علوم بر ما آسان ساز. یعنی شناختن و دانستن چیزی همان طور که هست واین از صفات خداوند است. از آغاز آفرینش انسان تاکنون میلیونها سال میگذرد. در این سالها انسان شاهد تغییرات زیادی در محیط پیرامونش بودهاست. تمامی این تغییرات ناشی از قدرت عقل و قوهی اراده و تصمیمگیری اوست.اما امروزه شاهد پیشرفتهای شگرفی در علوم مختلف از جمله پزشک، شیمی، زیستشناسی، ارتباطات و… هستیم که بسیاری از این پیشترفتها را مدیون اختراع پرتویی شگفتانگیز به نام لیزر میدانیم.

لیزر یا به اصطلاح نور باشکوه نوع کام جدیدی از نور است که بسیاری از آرزوهای رویاگونهى بشر را جامهى عمل پوشاندهاست، به طوری درخشانتر از هر چه که در طبیعت یافت میشود. با لیزر میتوان عجایبی به بار آورد و هر مادهى شناخته شده روی زمین را در کسری از ثانیه بخار کرد.

لیزرها آن چنان قدرتمند هستند که میتوانند فرآیند همجوشی هستهای را ایجاد نمایند همان فرآیندی که در خورشید صورت میگیرد که برای به وجود آمدن آن گرمایی بالغ بر K10 نیاز است.

امروزه لیزرها کاربردهای وسیعی در علوم مختلف از جمله: صنعت، پزشکی، کشاورزی، ساختمان سازی، هولوگرافی، شیمی، زیست شناسی و ارتباطات یافتهاند.

هدف ما از انجام چنین تحقیقی آشنایی بیشتر با لیزر و کاربردهای آن است تا بتوانیم علت اصلی پیشرفتهای بشر را در بسیاری از زمینههای علمی و تحقیقی دریابیم و از آنها در جهت پیشرفتهای جدیدی برای کشورمان وتمام جهانیان استفاده کنیم.

فصل اول:

             لیزر

ماهیت نور

اسحاق نیوتن در سال ۱۶۷۲ برای اولین بار نظریهى ذرهای بودن نور را بیان کرد و انیشتین نیز با انجام آزمایش فوتوالکتریک نظریهى نیوتن را تأیید کرد. نیوتن هم چنین با عبور دادن نور از منشور توانست نور را تجزیه کند.

نور خود یک موج الکترومغناطیسی است و میدانیم که موج دارای ۳ مشخصهى اصلی: بسامد، دوره و طول موج است. طول موج یکی از مهمترین مشخصههای موج است که با انرژی رابطهى عکس دارد. بنابراین موجهای مختلف را میتوان به صورت طیف موجهای الکترومغناطیسی نمایش داد.

کریستین هویکینس، فیزیکدان هندی برای اولین بار توانست به کمک پخش، بازتاب و شکست نور، ماهیت موجی بودن نور را بیان کند و توماس یانگ با آزمایش پراش نور آن را ثابت کرد.

لیزر در واقع نوعی نور است و با توجه به محیط فعالش در قسمتهای مختلف طیف موجهای الکترومغناطیسی قرار میگیرد.

تاریخچهى پیدایش لیزر

در سال ۱۹۱۷ میلادی انیشتین تحقیقی را بر روی نظریهى نور و تشعشع آغاز کرد. در پیآمد این تحقیقات، انیشتین در مقالهى علمی خود «در نظریهى کوانتومی تشعشع» چگونگی تحریک شدن اتمها و آزاد کردن نور از آنها را شرح داد که در قسمتهای بعدی به تشریح کامل آن میپردازیم.

بعد از انیشتین، تاونز به در خواست نیروی دریایی آمریکا برای ساخت وسیلهای که بتواند بسامد بالای میکروموج، جهت استفاده در ارتباطات تهیه کند، مشغول به تحقیق در مورد گسیل القایی شد. وی سرانجام در سال۱۹۳۵ با استفاده از ماده فعال آمونیاک توانست میزر را تولید کند. تاونز پس از اختراع میزر که اولین کاربرد عملی اصول انیشتین در مورد گسیل القایی بود به فکر ساخت دستگاهی بود که بتواند طول موجهای کوتاهتری نسبت به میکروموج داشته باشد.

سرانجام در سال ۱۹۵۹ دکتر تئودور مایمن فکر تاونز را به نتیجه رسانید و اولین لیزر راساخت. مایمن با قرار دادن میلهای از یاقوت مصنوعی درون شیشهای مار پیچی که دو انتهای میله صیقل داده شده بود، توانست لیزر را تولید کند.

پس از دو سال آقای علی جوان، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم-نئون (He-Ne) را ساخت. اما به طور کلی علت اصلی مشغول شدن فکر دانشمندان به تولید لیزر، ساخت وسیلهای بود که بتواند نور همدوس تولید کند.

لازم به ذکر است، تفاوت اصلی «میزر» و «لیزر» که هردو کوتاه شده عباراتی به معانی «تحریک میکروموج با تابش گسیل القایی» و«تقویت نور با تابش گسیل القایی» هستند، در طول موجشان است و طول موج میزر بلندتر از طول موج لیزر است. با توجه به این که طول موج با انرژی رابطه عکس دارد، پس میتوانیم دریابیم که انرژی میزر از انرژی لیزر کمتر است.

در ضمن امروزه لیزرها گسترش بسیار زیادی یافتهاند و با پیشرفت روز افزون مکانیک کوانتومی و جنبههای ذرهای نور و تولید آینههایی با توان بالا، دانشمندان لیزرهایی با توان خروجی بهتر (لیزرهای توان بالا) ساختهاند.

 گسیل خود به خود

هر اتم از سه قسمت الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شدهاست که علت اصلی ایجاد لیزر، جابهجایی الکترونها بین لایههای الکترونی است که هماکنون به تشریح کامل آن میپردازیم.

همانطور که میدانیم الکترون در اتم بر روی مداری که از نظر انرژی مشخص شدهاست، در گردشاند. حال فرض کنیم که الکترونی به طریقی، مث به وسیلهى تحریک الکتریکی به ترازی با انرژی زیادتر انتقال داده شده باشد. بدیهی است که این الکترون تمایل دارد که به مدار پایینتر، یعنی مداری که انرژی آن کمتر است، فروافتد. در این فروافت، الکترون مقداری از انرژی خود را به صورت انرژی الکترومغناطیسی از دست میدهد.

میدانیم که اگر E2 و E1 به ترتیب انرژی مربوط به ترازهای با انرژی پایینتر اتم باشد، فرکانس نور گسیل شده از رابطه E2-E1=hu0 به دست میآید. این فرآیند را گسیل خود به خود (گسیل تابشی) میگویند. نوری که برای روشنایی منازل از آن استفاده میکنیم، یا نوری که از خورشید به ما میرسد و یا چراغهای نئونی که برای تزیین سردرهای فروشگاهها به چشم میخورد، همگی حاصل تابش خود به خود است.

حال اگر بخواهیم الکترونی را در یک اتم از تراز پایینتر (انرژی کمتر) به تراز بالاتر (انرژی بیشتر) انتقال دهیم، باید مقداری معین انرژی صرف کنیم. یعنی از نظر مقدار، درست برابر با همان انرژی است که الکترون در صورتی که از مدار بالاتر به مدار پایینتر سقوط میکرد باید پس میداد. این فرآیند را جذب میگویند. پس باید در ابتدا عمل جذب صورت گیرد تا منجر به گسیل خود به خود شود.