Лазери: їх застосування у нашому житті
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Лазери. У більшості людей з цим словом асоціюється щось фантастичне, «Зоряні війни», джедаї з лазерними мечами та багато іншого. Тим часом лазери вже давно увійшли в наше життя і міцно закріпилися в сучасній науці, сьогодні вам пропонуємо невелику статтю про лазери та їх застосування в науковій (і не тільки) роботі.
Пучок світла від лазера високомонохроматичний. Тому його можна модулювати і тим самим передавати певну інформацію. Модуляція ця може здійснюватися в самому лазері, наприклад, зміною потужності лампи. Модулювати світлову хвилю можна мовою, телевізійними сигналами, тощо. Зважаючи на дуже високу частоту несучої світлової хвилі ємність каналу зв’язку зростає в багато тисяч разів порівняно з існуючою. Гостра спрямованість світлового пучка дозволяє використовувати його для зв’язку.
Висока спрямованість і потужність світлового пучка дозволяють використовувати його для передачі енергії. На вхідному кінці лінії передачі енергія електричного струму перетворюється на енергію високочастотного електромагнітного поля. У межах земної атмосфери, щоб зменшити розсіювання енергії, світло можна передавати по світлопроводах. На приймальному кінці лінії встановлюється або зворотній перетворювач енергії світла в енергію струму, або квантовий підсилювач – ретранслятор енергії.
Квантові підсилювачі використовуються для посилення дуже слабких світлових і радіосигналів, що випускаються або небесними тілами, або земними і надземними предметами, а також для посилення відбитих радіолокаційних сигналів.
За допомогою оптичних фокусуючих систем пучки світла від лазерів можна зводити в дуже маленькі обсяги, в яких буде створюватися виключно висока щільність енергії. Це знаходить застосування в багатьох областях промисловості (наприклад, точкове зварювання, місцева зміна властивостей речовини, зокрема при виготовленні мікросхем і т. д.).
Висока монохроматичність випромінювання лазерів дозволяє впливати цим випромінюванням на молекули багатьох речовин. При поглинанні світла певної частоти збуджується хімічна активність молекул. В результаті можна вибірково прискорювати хід хімічних реакцій.
Лазери активно використовуються для різання матеріалів, для стерилізації, в картографії, для отримання фотографій з надзвичайно високим дозволом, дослідження явищ, що відбуваються в речовині, коли вона піддається впливу потужного світлового випромінювання. Вони можуть знайти застосування в метеорологічних вимірюваннях, наприклад, за допомогою лазера і фотодетектора, розташованих на відомій відстані один від одного, можна по загасанню сигналу в атмосфері визначити вологість повітря, його склад і т. д.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.