Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

Ακτίνες Laser

E-mail Εκτύπωση PDF

 

Κείμενο του Αθ. Αραβαντινού δρ. Φυσικής

 

Τι είναι

Τα lasers είναι διατάξεις παραγωγής (οπτικών) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με τη μέθοδο της «εξαναγκασμένης εκπομπής ακτινοβολίας».
Η λέξη laser (λέιζερ) προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» που στα ελληνικά σημαίνει «ενίσχυση φωτός με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας». Όπως γίνεται λοιπόν αντιληπτό, το laser είναι ένας ενισχυτής φωτός.
Ιστορικά αναφέρουμε ότι ο Albert Einstein είχε αποδείξει τη δυνατότητα ύπαρξης της «εξαναγκασμένης εκπομπής ακτινοβολίας» από το 1917.
Το 1958 υποδείχθηκε η αρχή λειτουργίας του laser από τους C.H. Towns (Τάουνς) και A.L. Schawlow (Σάλοου). Το 1960 κατασκευάστηκε από τον Τ.Η. Maiman (Μέιμαν) το πρώτο laser ρουμπινιού (ρουβιδίου).

Τι είναι η «εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας»

Όπως είδαμε στους λαμπτήρες, στο πυρακτωμένο νήμα βολφραμίου τα ενεργειακά άλματα (αποδιεγέρσεις) των ατόμων γίνονται με τυχαίο τρόπο και σε τυχαίες χρονικές στιγμές. Αυτού του τύπου η αποδιέγερση και εκπομπή ακτινοβολίας χαρακτηρίζεται ως αυθόρμητη (σχήμα 4-44α).

Για να προκληθεί εξαναγκασμένη αποδιέγερση και εκπομπή ακτινοβολίας, πρέπει ένα διεγερμένο άτομο να «φωτιστεί» από φωτόνιο ενέργειας ίσης με την ενεργειακή διαφορά δύο ενεργειακών σταθμών. Τότε εκπέμπεται από το άτομο ένα φωτόνιο πανομοιότυπο με αυτό που του προκάλεσε την αποδιέγερση. Το φωτόνιο που προκάλεσε την αποδιέγερση και αυτό που εκπέμφθηκε κατά την αποδιέγερση προστίθενται και δημιουργούν κατά την έξοδό τους ακτινοβολία διπλάσιας έντασης από εκείνη που χρησιμοποιήθηκε για τη διέγερση (σχήμα 4-44β). Έτσι έχουμε ενίσχυση της ακτινοβολίας.

 

4-44 Αλληλεπίδραση ατόμου - ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. (α) Διέγερση και αυθόρμητη εκπομπή, (β) Διέγερση και εξαναγκασμένη εκπομπή.

4-44 Αλληλεπίδραση ατόμου - ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
(α) Διέγερση και αυθόρμητη εκπομπή,
(β) Διέγερση και εξαναγκασμένη εκπομπή

Πώς είναι

Υπάρχουν πολλοί τύποι laser. Ο κάθε τύπος έχει δικά του χαρακτηριστικά και κατασκευαστικές λεπτομέρειες. Παρ' όλα αυτά υπάρχουν ορισμένες βασικές αρχές στη λειτουργία τους, κοινές για όλους τους τύπους. Τα τμήματα που μπορούμε να διακρίνουμε σε μία διάταξη laser είναι:

- το ενεργό υλικό,

- το οπτικό αντηχείο ή κοιλότητα συντονισμού και

- το τμήμα διαδικασίας άντλησης

4-45 Σχηματική παράσταση μιας διάταξης laser.

4-45 Σχηματική παράσταση μιας διάταξης laser.

 

Πώς λειτουργούν

Με τη βοήθεια της διάταξης laser ρουβιδίου θα προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τον τρόπο λειτουργίας οποιασδήποτε διάταξης laser και το ρόλο κάθε τμήματος της.

Το ενεργό υλικό σ' αυτό τον τύπο laser είναι το ρουβίδιο (ρουμπίνι), δηλαδή το τριοξείδιο του αργιλίου (Α12Ο3) με προσμείξεις χρωμίου. Οι ενεργειακές στάθμες του ρουβιδίου που προσφέρονται για την παραγωγή ακτίνων lasers είναι τρεις.

Σε συνηθισμένες συνθήκες τα περισσότερα άτομα βρίσκονται στη θεμελιώδη στάθμη (Ε1). Φωτίζοντας το ρουμπίνι με πράσινο φως, τα ιόντα του διεγείρονται και ανέρχονται στη στάθμη Ε3. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται άντληση (σχήμα 4-46α, β). Στη στάθμη Ε3 παραμένουν απειροελάχιστο χρόνο και μεταπίπτουν αυθόρμητα στην Ε2, που είναι στάθμη χαμηλότερης ενέργειας. Η διάρκεια παραμονής τους στην Ε2 είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στην Ε3. Τέλος επιστρέφουν στη θεμελιώδη Ε1.

Η μεγάλη σχετικά διάρκεια παραμονής των ατόμων στην Ε2 έχει ως αποτέλεσμα να βρίσκονται στην ενεργειακή αυτή κατάσταση περισσότερα άτομα από ό,τι στη θεμελιώδη. Η κατάσταση αυτή είναι αντίθετη από τη φυσιολογική, λέγεται αντίστροφη πληθυσμών (σχήμα 4-46γ) και συντηρείται με την αδιάκοπη άντληση από τη στάθμη Ε0 στη στάθμη Ε1.

 

4-46 (α) , (β) Διαδικασία άντλησης και (γ) αντιστροφή πληθυσμών.

4-46 (α) , (β) Διαδικασία άντλησης και (γ)
αντιστροφή πληθυσμών.

 

Όταν ένα άτομο μεταπίπτει από τη στάθμη Ε2 στην Ε1, εκπέμπει φωτόνιο συχνότητας f=(E2-E1)/h. Το φωτόνιο (από στην πορεία του συγκρούεται με ένα άλλο άτομο, που βρίσκεται στη στάθμη Ε2. Το άτομο αυτό με τη σειρά του εκπέμπει ένα πανομοιότυπο φωτόνιο και μεταπίπτει στη θεμελιώδη στάθμη Ε1. Τα δύο φωτόνια τώρα συγκρούονται με άλλα δύο άτομα, οπότε εκπέμπονται νέα φωτόνια κ.ο.κ.

Η διαδικασία λοιπόν αποδιέγερσης από τη στάθμη Ε2 στη στάθμη Ε1 μοιάζει με χιονοστιβάδα και η ενέργεια που χάνουν τα άτομα μεταφέρεται από το εκπεμπόμενο φως. Από τις ακτίνες αυτού του φωτός άλλες ακολουθούν πορεία κατά μήκος της ράβδου ρουβιδίου και άλλες όχι, βγαίνοντας τελικά από τη ράβδο.

Τελευταία Ενημέρωση στις Τρίτη, 19 Ιούνιος 2018 12:11 Περισσoτερα...
 

Το ΝΟΗΣΙΣ στο Διοικητικό Συμβούλιο του Ecsite

E-mail Εκτύπωση PDF

12/06/2018

Imprimer

Το ΝΟΗΣΙΣ στο Διοικητικό Συμβούλιο του Ecsite

Το ΝΟΗΣΙΣ είναι το πρώτο Ελληνικό τεχνολογικό κέντρο που εκλέγεται στο Διοικητικό Συμβούλιο του Ecsite, του Ευρωπαϊκού Δικτύου Τεχνολογικών Κέντρων και Μουσείων (ECSITE - The European Network of Science Centers and Museums), του μεγαλύτερου οργανισμού τεχνολογικών κέντρων και μουσείων διεθνώς.

Μέσω της συμμετοχής του στο Διοικητικό Συμβούλιο του Ecsite το ΝΟΗΣΙΣ στοχεύει στην ενίσχυση των σχέσεων και συνεργασιών με άλλα Ευρωπαϊκά τεχνολογικά κέντρα, ώστε να παραμένει ενήμερο για τις τρέχουσες εξελίξεις σε θέματα εκπαίδευσης, διάχυσης της γνώσης, πολιτισμού και καινοτομίας.

Η ανάπτυξη δικτύων συνεργασίας με αντικείμενο την έρευνα, την τεχνολογία και την υλοποίηση κοινών εκπαιδευτικών και κοινωνικών δράσεων με προσανατολισμό σε επιστήμες STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics ? Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική, Μαθηματικά), αποτελούν επιπλέον προοπτικές που ανοίγονται για τον φορέα.

Παράλληλα, δημιουργούνται οι προϋποθέσεις για ευρύτερη συμμετοχή του ΝΟΗΣΙΣ σε προγράμματα χρηματοδοτούμενα από την Ευρωπαϊκή Ένωση, διεθνείς διαγωνισμούς, συνέδρια και εκδηλώσεις, όπου παρουσιάζονται οι σύγχρονες τάσεις, οι καλύτερες πρακτικές και οι νέες ιδέες που αναδύονται στους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας.

Η εκλογή του ΝΟΗΣΙΣ στο Διοικητικό Συμβούλιο του Ecsite έρχεται ως αποτέλεσμα της αφοσίωσης του φορέα στην αποστολή του, δηλαδή τη διάδοση και εκλαΐκευση της επιστήμης, της προσήλωσης της Διοίκησης του Ιδρύματος στην περαιτέρω ανάπτυξή του, της δέσμευσης των εργαζομένων για την παροχή των καλύτερων δυνατών υπηρεσιών και βέβαια της θετικής ανταπόκρισης του κοινού, ιδιαίτερα της μαθητικής κοινότητας και όλων όσοι αγαπούν τις επιστήμες και την τεχνολογία.

Το ΝΟΗΣΙΣ αφιερώνει τη μεγάλη αυτή διάκριση σε όλους αυτούς με την ταυτόχρονη δέσμευση η επιτυχία αυτή να αποτελέσει ένα ακόμη βήμα στη διεθνή καταξίωση του φορέα, που τιμά τόσο την πόλη της Θεσσαλονίκης, όσο και τη χώρα μας.

Για την επιτυχία αυτή ο Αν. Υπουργός Έρευνας και Καινοτομίας, Κώστας Φωτάκης δήλωσε: Συγχαρητήρια για την επάξια διάκριση που αναβαθμίζει τη θέση της Θεσσαλονίκης και της χώρας στον παγκόσμιο τεχνολογικό χάρτη και οφείλεται στους ανθρώπους του ΝΟΗΣΙΣ

12/06/2018

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 13 Ιούνιος 2018 10:08
 

Οργανικά μόρια εντόπισε ο ρομποτικός εξερευνητής του Αρη

E-mail Εκτύπωση PDF

Η ανακάλυψη του Curiosity αυξάνει τις πιθανότητες ύπαρξης ζωής στον Αρη στο παρελθόν

 

08s1space

 

To Curiosity εντόπισε σε πετρώματα οργανικά μόρια


Αδιάσειστα στοιχεία που επιβεβαιώνουν για πρώτη φορά πέραν πάσης αμφιβολίας την παρουσία οργανικών ουσιών στο έδαφος του Άρη, έφερε στο φως το αμερικανικό ρόβερ Curiosity. Εκτός από την οργανική ύλη, επιβεβαιώθηκε ακόμη ότι όχι μόνο μια βασική οργανική χημική ένωση, το μεθάνιο, υπάρχει στην αρειανή ατμόσφαιρα, πιθανότατα προερχόμενο από κάποια άγνωστη πηγή στην επιφάνεια ή στο υπέδαφος του πλανήτη, αλλά επίσης εμφανίζει έντονες εποχικές διακυμάνσεις.

Οι δύο αλληλένδετες ανακαλύψεις, που παρουσιάσθηκαν σε δύο ξεχωριστές δημοσιεύσεις στο περιοδικό «Science», κρίνονται ιδιαίτερα σημαντικές στο πεδίο της αστροβιολογίας, δηλαδή της πιθανότητας ανακάλυψης ζωής πέραν της Γης, γι αυτό η NASA θεώρησε σκόπιμο να τις προβάλει διοργανώνοντας σχετική συνέντευξη Τύπου. Η συνδυασμένη παρουσία οργανικών ουσιών στο έδαφος και μεθανίου στην ατμόσφαιρα αυξάνουν τις πιθανότητες για ύπαρξη αρχαίων μικροοργανισμών στον Άρη.

Τελευταία Ενημέρωση στις Παρασκευή, 08 Ιούνιος 2018 17:09 Περισσoτερα...
 

Πέθανε στα 104 ο Γερμανός επιστήμονας που έστειλε τους Αμερικανούς .... στο φεγγάρι

E-mail Εκτύπωση PDF

 

1--21

 

Είναι κοινό μυστικό ότι Γερμανοί επιστήμονες και μηχανικοί -πολλοί από αυτούς πρώην ναζί- ήσαν αυτοί που ουσιαστικά έθεσαν τα θεμέλια του πυραυλικού και διαστημικού προγράμματος των ΗΠΑ, το οποίο έφθασε στο αποκορύφωμα της δόξας του με τις αποστολές «Απόλλων» και την αποστολή του πρώτου ανθρώπου στη Σελήνη.

Στις 3 Ιουνίου πέθανε σε ηλικία 104 ετών, στο σπίτι του στην Αλαμπάμα, ο Γκέοργκ φον Τιζενχάουζεν, ο τελευταίος εκείνης της γενιάς των Γερμανών που έστειλαν στο διάστημα την πρώην εχθρό του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, την Αμερική.

Στη διάρκεια του πολέμου, ο Τιζενχάουζεν -ο οποίος είχε γεννηθεί στη Ρίγα της Λετονίας το 1914 από γονείς Γερμανούς της Βαλτικής και είχε σπουδάσει μαθηματικά και μηχανική στο Πανεπιστήμιο του Αμβούργου- είχε στρατολογηθεί ως φοιτητής στον γερμανικό στρατό (Βέρμαχτ).

Το 1941 είχε σταλεί να πολεμήσει το Ανατολικό Μέτωπο, αλλά στη συνέχεια του επετράπη να γυρίσει στη Γερμανία και να συνεχίσει τις σπουδές του.

Μετά την αποφοίτησή του, έγινε από το 1943 μέλος της ομάδας που, με επικεφαλής τον Βέρνερ φον Μπράουν, τον κατοπινό «εγκέφαλο» του πυραυλικού προγράμματος των ΗΠΑ, ανέπτυξε το πρόγραμμα των στρατιωτικών πυραύλων V-2 στη Γερμανία για λογαριασμό του Χίτλερ. Ο ίδιος ήταν επικεφαλής πυραυλικού τμήματος στο στρατιωτικό κέντρο ερευνών της Βέρμαχτ στο Πεενεμούντε.

Ο Τιζενχάουζεν δεν μεταφέρθηκε αμέσως στις ΗΠΑ μετά τη λήξη του πολέμου, αλλά το 1953 στο πλαίσιο της άκρως μυστικής αμερικανικής επιχείρησης "Paperclip", που μεταξύ 1945-1959 μετακίνησε πέραν του Ατλαντικού περισσότερους από 1.600 Γερμανούς επιστήμονες και μηχανικούς, αρκετοί εκ των οποίων ήσαν πρώην μέλη ή και ηγετικά στελέχη του ναζιστικού κόμματος.

Μετά την επανένωσή του με τον φον Μπράουν και την υπόλοιπη γερμανική ομάδα στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Μάρσαλ στο Χάντσβιλ της Αλαμπάμα, στις αρχές της δεκαετίας του 1950, ο Τιζενχάουζεν έπαιξε ρόλο-κλειδί στην ανάπτυξη του αμερικανικού διαστημικού προγράμματος, αρχικά για λογαριασμό του αμερικανικού στρατού και στη συνέχεια της NASA, έχοντας σημαντική συμβολή στην εκτόξευση του πρώτου δορυφόρου και των πρώτων αστροναυτών των ΗΠΑ.

Τελευταία Ενημέρωση στις Παρασκευή, 08 Ιούνιος 2018 17:10 Περισσoτερα...
 

Έσπασαν τον «κώδικα» της Αστρογένεσης

E-mail Εκτύπωση PDF

 

Με τη μελέτη του Musca ανακάλυψαν ότι το μαγνητικό πεδίο του εν λόγω νέφους δονείται ολόκληρο, παράγοντας ήχους, οι συχνότητες των οποίων αποκαλύπτουν το πραγματικό τρισδιάστατο σχήμα του


?ˆ?ƒ?€?±?ƒ?±?½ ?„???½ ?«???Ž???????±?» ?„?·?‚ ?‘?ƒ?„????³?­?½???ƒ?·?‚



Συνέντευξη: Παναγιώτης Βλαχουτσάκος, Σωτήρης Σκουλούδης

«Στην αρχή έγινε το Χάος και ύστερα η ευρύστερνη Γη, το αιώνιο και στέρεο βάθρο όλων των αθανάτων (...). Και από το Χάος το Έρεβος γεννήθηκε και η μαύρη Νύχτα και από την Νύχτα πάλι ο Αιθέρας και η Ημέρα γεννήθηκαν που τους γέννησε από το σπέρμα του Ερέβους ερωτικά σαν έσμιξε μαζί του...»

Ησίοδος, Θεογονία


Όλοι κατά καιρούς έχουμε στρέψει το βλέμμα μας στον νυχτερινό ουρανό, μαγεμένοι από το φωτεινό πέπλο που απλώνουν τα εκατομμύρια άστρα που κρέμονται στο ουράνιο στερέωμα. 

Τι είναι όμως στην πραγματικότητα τα αστέρια; Από τι είναι φτιαγμένα; Και τι καθορίζει τελικά τον αριθμό και το είδος των άστρων και των πλανητών που δημιουργούνται στο γαλαξία μας;

Τις δύο πρώτες απαντήσεις τις γνωρίζουμε ήδη. Τα αστέρια είναι στην ουσία πύρινες μπάλες από πλάσμα (τέταρτη κατάσταση της ύλης) που αποτελούνται από υδρογόνο και ήλιο, ενώ φτιάχνονται από σκόνη και αέριο. Πρόκειται για τα αρχέγονα υλικά κατασκευής τα οποία καταλαμβάνουν τον μεσοαστικό χώρο. 

Πρόσφατα, δύο Έλληνες επιστήμονες, ο δρ. Άρης Τρίτσης και ο καθηγητής Κώστας Τάσσης, από το Πανεπιστήμιο Κρήτης και το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), κατάφεραν, για πρώτη φορά, να απαντήσουν και στην τρίτη ερώτηση εξετάζοντας ένα τεράστιο νέφος με το όνομα Musca, το οποίο είναι ορατό από το νότιο ημισφαίριο της Γης και μοιάζει στον ουρανό με λεπτό κύλινδρο σαν βελόνα.


 

Η ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science», ήταν ο πυρήνας της διδακτορικής διατριβής του δρος Άρη Τρίτση, την οποία ολοκλήρωσε στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης υπό την επίβλεψη του καθηγητή Κώστα Τάσση. Βασίστηκε σε θεωρητικές και πειραματικές μελέτες των δύο ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Κρήτης και στο ΙΤΕ, καθώς επίσης και σε δεδομένα από τη διαστημική αποστολή Herschel του Ευρωπαϊκού Διαστημικού Οργανισμού (ESA).

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 06 Ιούνιος 2018 12:35 Περισσoτερα...
 


Σελίδα 10 από 147

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΒΙΟΓΡΑΦΙΕΣ ΚΑΙ ΕΡΓΑ

Διαφήμιση

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1900

Κατασκευάζεται το πρώτο πηδαλιουχούμενο αερόστατο γνωστό και ως ζέππελιν.

Ο ΚΑΙΡΟΣ

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΤVSpot Τεχνικού Μουσείου