KENDİLİĞİNDEN EMİSYON VE UYARILMIŞ EMİSYON

                                                    Kendiliğinden Emisyon

                                                    Bir atom herhangi bir nedenle uyarılırsa on üzeri eksi sekiz saniye içinde temel enerji seviyesine döner. Bu olaya kendiliğinden emisyon denir. E2 uyarılma seviyesinde bulunan atomların hepsi aynı anda temel enerji seviyesine dönmezler. Bu nedenle salınan fotonların frekansı aynı olsa bile fazları farklı olur. Kendiliğinden emisyon olayında genlikleri A olan n tane foton salınmış ise salınan ışık dalgalarının toplam şiddeti;

                                                    I = A² + A² + A² + ..... + nA² olur.

                                                   

                                                     Uyarılmış Emisyon

                                                     Temel enerji seviyesindeki bir atom E3 enerji seviyesine uyarılırsa ya E1 temel enerji seviyesine ya da yarı kararlı E2 enerji seviyesine döner. Yarı kararlı enerji seviyesinden temel enerji seviyesine geçiş 1 saniyeden daha uzun sürede gerçekleşir. E2 yarı kararlı enerji seviyesindeki atomların sayısı temel enerji seviyesindeki atomların sayısından fazla olursa enerjisi;

                                                      h.f = E2 - E1 olan fotonlar yarı kararlı enerji seviyesindeki atomları temel enerji seviyesine geçmeye zorlarlar. Bu olaya uyarılmış emisyon denir.

                                                      Uyarılmış Emisyonda uyarıcı foton soğurulmaz. Yalnız üst enerji seviyesindeki uyarılmış atom syısı bir azalır, alt enerji seviyesindeki atom bir artar. Salınan fotonların frekansları ve fazları aynı olur. Bu nedenle salınan ışık dalgalarının şiddeti n²A² olur.

                                                     

                                                       LASER: Uyarılmış emisyon olayı ile aynı fazda ve aynı frekansta fotonlardan oluşan şiddetli ışınlara LASER denir. Laser'in oluşması için; şekildeki gibi biri tam yansıtıcı, diğeri yarı geçirgen iki ayna arasına laser için gerekli maddeler bulunan sistem hazırlanır. 

                                                      

                                                       Sisteme üstten ışık pompalanırsa sistem içindekibazı atomlar uyarılırlar. Uyarılan atomlardan bir kısmı kendiliğinden emisyon yolu ile foton yayarak temel hale geçerler. Bu fotonlar aynı fazda değillerdir.

                                                       Uyarılmış atomlardan bazıları temel duruma dönemaezler ve yarı kararlı seviyeye inip orada beklerler.

                                                      

                                                        Laser kabı içinde bulunan fotonlardan uygun bir foton yarı kararlı durumdaki atomları uyayarak temel duruma inmeye zorlar. Bu sırada uyarıcı foton ile aynı faz ve aynı frekansta foton salınır. Olay yukarıdaki şekillerde gösteriliyor. Frekansı f olan fotondan temel durumdaki elektronlardan bazılarını E2 seviyesine çıkarıyorlar. Bu elektronlar kendiliğinden emisyon ile E2 seviyesinden E1 seviyesine inerek ( h.f1 ) enerjili fotonlar salarlar.

                                                        Elektronlar yarı kararlı E1 durumunda iken h.f2 = E1 - E0 enerjili fotonların zorlaması ile E1 seviyesinden E0 temel hale inerler ve h.f2 enerjili fotonlar uyarılmış emisyon sonucu oluşmuşlardır. Bu bakımdan bunlar uyarıcı fotonlarla aynı fazda ve aynı frekastadırlar.

                                                        Böylece kap içinde çok sayıda aynı frekans ve fazda foton demeti oluşur. Bu demet yarı geçirgen aynada yansıyarak geri döner ve tekrar ortamda uyarma ile fotonların çoğalmalarını sağlarlar. Tam yansıtıcı aynadan da yansıyan fotonlar çoğalarak şiddetli bir ışık olarak yarı geçirgen aynadan dışarı çıkarlar. Bu ışığa LASER denir.

                                                        LASER IŞIĞININ ÖZELLİKLERİ

                                                       a) Aynı faz ve aynı frekanslı fotonlardan oluşur. Bu bakımdan tek renklidir.

                                                       b) Çok ince demet haline getirilebilir. Bu bakımdan dağılmadan çok uzaklara gidebilir.

                                                      c) Çok küçük noktalara odaklanabilirler. Odaklandıkları noktaya çok büyük enerji bırakırlar. Bu bakımdan delme ve kesme gibi işlerde kullanılabilirler.

                                                      d) Enerjileri büyük olduğundan kaynak yapımında ve buharlaştırmada kullanılabilirler.

                                                      e) Atmosfer olaylarından ( yağmur, kar vs. ) etkilenirler.