Індуковане (вимушене) випромінювання – випромінювання атома, яке виникає при переході на нижчий енергетичний рівень під впливом зовнішнього електромагнітного випромінювання

Інтенсивність індукованого випромінювання пропорційна концентрації атомів, які знаходяться у збудженому стані. При цьому світлова хвиля, яка виникла при індукованому випромінюванні, має ту саму частоту, поляризацію, фазу та напрямок поширення, що й хвиля, що падає на атом. Це означає, що інтенсивність падаючого випромінювання зростає, тобто виникає оптичне посилення.

У 1939 році російський фізик В.О.Фабрикант спостерігав експериментально посилення електромагнітних хвиль (оптичне посилення) в результаті індукованого випромінювання. Російські вчені М.Г Басов, О.М. Прохоров та американський фізик Ч. Таунс, які створили у 1954 р. квантовий генератор випромінювання, що працював у сантиметровому діапазоні (мазер), були відзначені у 1964 р. Нобелевською премією з фізики.

Перший квантовий генератор, який працював на кристалі рубіна у видимому діапазоні (лазер), був створений у 1960 році американським вченим Т. Мейманом.

Зараз існують багато різних типів та конструкцій лазерів. Лазерне випромінювання має певні властивості:

- виключна монохроматичність та когерентність;

- пучок лазера має дуже малий кут розходження (приблизно 10^-5 рад);

- лазер – найбільш потужне штучне джерело світла. Напруженість електричного поля в електромагнітній хвилі, що випромінюється лазером, перевищує напруженість поля всередині атома.

Застосування лазерного випромінювання. Велика потужність та вузькість лазерного пучка під час фокусування дозволяє отримати густину потоку енергії, яка в 1000 разів перевищує сфокусовану енергію сонячного світла. Такі пучки можна використовувати для механічної обробки та зварювання, для впливу на хід хімічних реакцій тощо.

Висока когерентність випромінювання надає можливість його використання для напрямленого радіозв’язку у космосі, а також для здійснення такого явища, як голографія.

Широкого застосування лазерне випромінювання набуло у медицині (лазерний скальпель, операції на сітківка очей тощо).

Запитання для самоперевірки:

1 Як уявляв собі будову атома Дж. Томсон?

2 У чому полягає модель будови атома за Резерфордом?

3 Які дані з досліду Резерфорда доводять невірність моделі Томсона?

4 У чому полягають протиріччя планетарної моделі атома?

5 Чому саме лінійчаті спектри складають основу спектрального аналізу?

6 Сформулюйте постулати Бора.

7 Як визначити частоту випромінювання атома?

8 Яка суттєва різниця існує між спонтанним та вимушеним випромінюванням атомів?

9 Кому з учених належить ідея існування індукованого випромінювання?

10 Хто з учених першим на практиці отримав вимушене випромінювання?

11 Ким був створений мазер?

12 Кому належить винахід лазера?

13 Особливості лазерного випромінювання.

14 Застосування лазерного випромінювання.

Тема13.2. Склад атомного ядра. Радіоактивні перетворення ядер. (2 год.)

Мета: систематизувати знання студентів про склад атомного ядра та радіоактивні перетворення ядер; навчити використовувати формули й теоретичний матеріал в процесі розв’язування задач; розвивати логічне мислення та кмітливість; показати, що практика – це основа наукового процесу пізнання;виховувати інформаційну культуру студентів, увагу, акуратність у виконанні роботи.

План.

1 Будова атомного ядра.

2 Ядерні сили.

3 Енергія зв’язку атомних ядер.