Widmo elektromagnetyczne i światło lasera

Potrzebne wiadomości: Częstotliwość, długość fali i światło.

Jedna rodzina fal

W kolejności rosnącej częstotliwości wymieniamy fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło widzialne, nadfiolet, promieniowanie rentgenowskie i gamma. Granice zakresów są umowne, a część nazw uwzględnia pochodzenie promieniowania. W próżni wszystkie rozchodzą się z c i spełniają c=\lambda f.

W modelu płaskiej fali w próżni zmienne pola elektryczne i magnetyczne są wzajemnie prostopadłe oraz prostopadłe do kierunku propagacji. Fala nie potrzebuje powietrza. To odróżnia ją od mechanicznego dźwięku. Zmiany obu pól są ze sobą powiązane w równaniach elektromagnetyzmu.

Co wyróżnia laser?

Laser może dawać wiązkę o wąskim widmie, dobrze określonych relacjach faz i małej rozbieżności. „Monochromatyczna” i „równoległa” są użytecznymi przybliżeniami, nie idealnymi własnościami każdego realnego urządzenia. Emisja wymuszona pozwala wzmacniać promieniowanie o odpowiednich własnościach; energię dostarcza pompowanie ośrodka.

Fale radiowe służą komunikacji, podczerwień m.in. obrazowaniu cieplnemu, a rentgenowskie obrazowaniu struktur. Zastosowanie zależy od oddziaływania z materią. Energia pojedynczego fotonu rośnie z częstotliwością; moc całej wiązki zależy również od liczby fotonów. Nie kierujemy laserów ani silnych źródeł światła w oczy i nie eksperymentujemy samodzielnie z promieniowaniem jonizującym.

Zadania do tego tematu

• Długość fali sygnału o częstotliwości 100 megaherców
• Dźwięk i światło w próżni
• Ta sama moc nie oznacza tej samej liczby fotonów

Dalsza lektura

Materiał referencyjny