ما هو الليزر وما هي تطبيقات الليزر؟
يعتبر الليزر من الاختراعات التي أحدثت طفرة في الكثير من المجلات المختلفة كالهندسة و الطب والعلوم العسكرية ووسائل الاتصالات. اختراع بمثل هذه الأهمية يتطلب منا أن نفهم على الأقل مبدأ عمله، أو ما يعرف بفيزياء الليزر ببسطة يمكن تلخيص فكرة عمل الليزر بأنه جهاز يقوم بتغير الطاقة من مصدرا ما الى طاقة كهرومغناطيسية أو ما تعرف أيضا باسم الضوء، ولكن هذا الضوء يمتلك العديد من الخواص التي تميزه عن أي مصدر ضوئي آخر سنذكرها لاحقًا.
 |
| CC0. Source. |
فى البداية علينا ان نسأل من اين جاءت تسميت الليزر بهذا الاسم جاءت تسميته من الأحرف الأولي لفكرة عمل الليزر أي أن كلمة:
LASER
تعني :
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
وتعني بالعربية
تكبير الضوء بواسطة الانبعاث الاستحثاثي للإشعاع الكهرومغناطيسي.
لفهم كيف يتم ذلك تخيل معي أنك اتفقت أن تلعب كرة القدم مع أصدقاءك فى احد الملاعب وفي الميعاد المحدد كنت أنت أول الواصلين و لكنك وجدت الباب الرئيسي للملعب مغلق! فقررت ان تتفقد الباب الخلفي للملعب فوجدته أيضا مغلق! فقررت ان تعود إلى الباب الرئيسي مرة آخرى لتجد ان احد اصدقاءك قد وصل, فقصصت عليه ما حدث فعرض عليك ان تتفقدوا الباب الخلفي مرة ثانية و لكنه مازال مغلق, فعدتم إلى الباب الرئيسي مرة آخرى لتجدوا أن أحد أصدقاءكم قد وصل, واستمر الأمر حتى ان اكتمل عددكم فجاء أحدكم بفكرة , و هى أن تكسروا الباب و تدخلوا بما أن عددكم يكفي لفعل ذلك.
هكذا يعمل الليزر باستبدال الأشخاص بالضوء و البابين بعاكسين للضوء (مرآتين)
و لكنكم ستحتاجون إلى فعل أمر منطقي لكسر الباب هو أن تصدموا الباب جميعا فى نفس الوقت.
بالمثل فبينما يشع المصباح عادي الضوء في موجات ضوئية مبعثرة غير منتظمة يقوم الليزر باستخدام بلورات مثل الياقوت الأحمر عالية النقاوة يمكن تحفيز إنتاجها لأشعة ضوئية من لون واحد وكذلك تكون فى طور موجي واحد عندئذ تتطابق الموجات على بعضها البعض عن طريق انعكاسها عدة مرات بين مرآتين داخل بلورة الليزر فتنتظم الموجات وتتداخل تداخلا بناء وتخرج من الجهاز بالطاقة الكبيرة المرغوب فيها.
عندما تتفاعل الموجات الكهرومغناطيسية مع المادة (الياقوت) تحدث ثلاثة ظواهر اساسية:
1. الإصدار التلقائي
تحدث هذة العملية عند امتصاص الإلكترون لطاقة كافية لإنتقاله من مستوى طاقة لآخر أعلى منه ثم أثناء عودته يخرج هذة الطاقة على هيئة موجة كهرومغناطيسية “فوتون” وهذا ما يحدث في الضوء العادي
2. الإصدار المتحرض
تحدث عندما يتواجد إلكترون في مستوى طاقة أعلي من وضعه الطبيعي ثم تمر بجانبه موجة كهرومغناطيسية ناتجة من العملية السابقة فتستحثه ليعود إلي وضعة الطبيعي فيخرج فرق الطاقة بين المستويين علي هيئة طاقة كهرومغناطيسية تضاف إلى الموجة الواردة
3. عملية الامتصاص
تحدث نتيجة امتصاص الإلكترون للطاقة. قلنا مسبقا أن ضوء الليزر يختلف عن الضوء العادي, فضوء الليزر يتميز بدرجة عالية من : أحادية اللون , الترابط , الاتجاهية , السطوع.
تصنيفات الليزر
إذا أردنا تصنيف مكونات الليزر بحسب الحالة الفيزيائية يمكن أن نقسمها إلي ليزرات صلبة أو سائلة أو غازية و هناك حالة خاصة جدا تسمى ليزر الإلكترون .
أما إذا قمنا بتصنيفة من ناحية الاطوال الموجية للإشعاع , فهناك ليزرات الأشعة تحت الحمراء , ليزرات الأشعة فوق البنفسيجية ,ليزارات مرئية و ليزرات الأشعة السينية
تطبيقات الليزر
يدخل الليزر في مجالات شتى كما ذكرنا مسبقا فعلى سبيل المثال في الطب يستخدم في التشخيص و الجراحة وطب العيون وطب الأنف والأذن والحنجرة.
أما في مجال الصناعة فيوفر الليزر الوقت و الجهد والمال فمثلا تسخين قطعة معدنية بالليزر تحتاج طاقة و وقت أقل من الطرق التقليدية.
كما يدخل أيضًا في الكيمياء والفيزياء وعلم الأحياء والتطبيقات البصرية.
كما يستخدم في الهولوغرافيا “صور ثلاثية الأبعاد”.
مصادر:
مصادر:
