فیزیک اتمی – لیزر

این هفته کمی بیشتر با فیزیک اتمی و لیزر آشنا می‌شویم: بخشی از فیزیک که شاید بیشترین ارتباط را با صنعت دارد.

در واقع فیزیک اتمی با شناختن ساختار اتم در اوایل قرن بیستم و بهتر است بگوییم با تلاشهای اواخر قرن 19 ، شروع شد. و پس از آن با پیدا شدن روش هایی برای دست کاری کردن اتمها و الکترونهای داخل آنها گسترش یافت.

شاید مهترین بخش فیزیک اتمی بحث مربوط به فیزیک لیزر باشد. می‌دانید که با دادن انرژی به الکترونهای یک اتم می‌توان آنها را به مدارهای بالاتری برد. (حتماً با این تصویر کلاسیک که الکترون‌ها مدارهایی با انرژی مشخصی به دور هسته وجود دارند، آشنایید.) اما این خانه جدید برای الکترونها خیلی وضعیت پایداری ندارد و الکترونها ترجیح می‌دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خودشان برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می‌شود. یعنی یک واحد انرژی ... اما می‌دانید که نور از همین فوتونها ساخته می‌شود. پس اگر با تعداد زیادی از اتمها به طور هم زمان این کار را انجام دهیم، می‌توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم. علاوه بر اینکه با روشهایی و دقت هایی می‌توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. زیاد نمی خواهیم راجع به لیزر و ویژگیهای آن توضیح دهیم اما همین مهم است که بدانیم که این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. کلمه لیزر که انگلیسی آن LASER است مخفف عبارت : " شدت بخشی نور با استفاده از انتشار تحریک شده تابش است" (Light Amplification by the stimulated Emission of Rodiation)

اما سوال مهم این است که برای داشتن لیزر با ویژگیهای خاص از اتمهای چه موادی، در چه شرایطی (غلظت، دما، فشار، ......) می‌توان استفاده کرد.

پاسخ بیشتر این سوالات در آزمایشگاه به دست می‌آیند، پس فیزیک لیزر جزو مباحث تجربی فیزیک جای می‌گیرد.

در ایران نیز مراکزی چون مرکز تحقیقات لیزر، سازمان انرژی اتمی و ... مهمترین مراکزی هستند که پذیرای فیزیکدانان اتمی و لیزر هستند.