Естественно-научные основы лазерных технологий

1. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Хотя прошло всего около двадцати пяти лет с момента рождения лабораторных макетов квантовых генераторов и усилителей, они настолько прочно вошли в повседневную жизнь людей, что уже не только в научных и учебных институтах им уделяется значительное внимание, но и в школьных курсах физики рассказывают о принципах работы и устройстве этих приборов. Напомни, что в основе положена квантовая теория, разработанная А. Эйнштейном, II. Бором, М. Планком и другими учеными.

В любом физическом теле, твердом, жидком или газообразном, молекулы движутся, колеблются, вращаются; то же делают и атомы. А в атомах перескакивают с орбиты на орбиту электроны, при этом они обмениваются энергией.

В соответствии с квантовой теорией излучения энергия элементарных излучателей может изменяться только скачками, кратными некоторому значению, постоянному для данной частоты излучения. Минимальная «порция» энергии называется квантом энергии. Обозначается квант следующим образом: энергия равна произведению частоты на некоторую постоянную, называемую постоянной Планка:

Е = h v,

здесь h — постоянная Планка, численное значение

6,6−10~34 Дж-с, v — частота электромагнитного излучения.

При этом излучение рассматривается как поток элементарных частиц, которым присвоено название фотона. Фотоны обладают количеством движения

Эти формулы поражают своей простотой, хотя описывают явления с такими сложными объектами, как фотоны. Формулы являются основными в квантовой теории света, ибо они связывают энергию кванта света с частотой, а также длиной волны.