Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1440) Využití laserů
20. 03. 2002
Dotaz: Zajímalo by mě, proč se nevyužije radioaktivní záření např. v laserové technice. Vždyť radioaktivní záření má velkou intenzitu a vysokou frekvenci emitujících kvant.Proč se tento zdroj nevyužije a jeho vysoká energie záření se neprožene přes nějaký modulátor,či scintalační zařízení, které přetransformuje např. rent. či gama záření na záření s menší frekvncí, s delší vlnovou délkou. Kdyby se enerie např.gama záření (jeden foton) přetransformovala na tři fotony s menší energií, ale součet těchto kvant by zase dal enerii gama záření.Takže by se zvětsila hustota, počet fotonů.Tohoto by se mohlo právě využít u laseru a docílit dostatečně velké energie buzení laserového systému. Vždyť by tímto způsobem odpadly veliké požadavky a nároky na příkon buzení, čerpání a vytváření populace hladin.To my není jasné, protože jestli jsem někde neudělal chybu v mých "úvahách", tak mi célý problém, který jsem zde nastíníl, příjde celkem logický, pokud se nemýlím. (Michal Tomáš)
Odpověď: Lasery v rentgenové oblasti se používají a vyvíjejí, ovšem
s většími potížemi než lasery ve viditelné spektrální
oblasti. Při laserové generaci způsobem obvyklým ve
viditelné spektrální oblasti, tj. stimulovanými přechody
mezi energetickými hladinami atomů, je nutné dosáhnout
přechodů mezi energeticky hodně vzdálenými hladinami (velká
hodnota energie vyzářeného fotonu), tj. mezi vnitřní a
vnější atomární hladinou. Ke vzniku stimulované emise je
nezbytné vytvoření inverze obsazení hladin (na vyšší
hladině je více atomů než na hladině spodní). Inverze
obsazení zmíněných energetických stavů má však velmi
krátkou relaxační dobu a proto je obtížné zajistit
dostatečně silné čerpání (dodání vnější energie),
které by umožnilo vznik dostatečně velkého inverzního
obsazení. Používá se například jaderný výbuch. Lasery v
rentgenové oblasti mohou ovšem pracovat i na jiném principu,
například stimulovanou emisí záření, které vzniká při
relaxaci látek, které byly ionizovány průchodem velmi
intenzivního femtosekundového světelného pulsu. Rentgenové
lasery jsou pro vysokou hodnotu energie fotonu vhodné v
"silových aplikacích", tedy pro vojenské účely,
ale vhledem k malé vlnové délce dovolují také účinnou
kompresi pulsů v čase a fokusaci svazků do velmi malých
rozměrů.
Navrhovaný postup, tedy rozložení energeticky velkého
fotonu na fotony menší může probíhat pouze ve vhodném
nelineárním optickém prostředí. Optické parametrické
procesy, k nimž navrhovaný proces patří, probíhají s
určitou účinností, která klesá s rostoucím řádem procesu
(s počtem fotonů, na který se původní foton rozpadá). V
daném případě by proto účinnost celého procesu byla velmi
malá. Výhodnější by byl kaskádový proces, tj. například
následné půlení fotonů. Ovšem světlo ve viditelné oblasti
by bylo získáno s mimořádně malou účinností. Opačný
proces, tedy sčítání "malých" fotonů pro vznik
velkého fotonu se dá využít naopak k převodu záření do
oblasti velmi krátkých vlnových délek. Tak například
kaskádovou generací násobných frekvencí bylo převedeno
záření neodymového laseru (1064 nm) na vlnovou délku 38 nm
(28 - krát původní frekvence).
Dotaz: Chtěla bych vědět, proč v MFCHT je uvedena hustota sytých vodních par jen pro rozmezí teplot -50°C až 30°C a výše už ne. (Milada Otradovcová)
Odpověď: Milá kolegyně, vůbec netuším, asi by bylo nejlíp, zeptat se autorů. Jinak
např. na adrese
http://antoine.fsu.umd.edu/chem/senese/101/toolbox.shtml
máte kalkulátor, který Vám tu hustotu spočítá pro libovolnou teplotu
tentokráte do 100°C. Zatím jsme nanašli tabulky, kde by to bylo dále až do
kritického bodu. Budeme ještě hledat ...
Dotaz: Zajímalo by me, zda by se zvuk ve vzduchu
(při dostatečně vysoké teplotě) mohl pohybovat rychlostí
třeba 3x,5x, 100x větší než normálních 340 m/s.
(pavel Šíma)
Odpověď: Zvuk jsou vlny v
nějakém prostředí a rychlost zvuku je dána právě
vlastnostmi tohoto prostředí. V tabulkách můžete najít
hodnoty rychlosti zvuku pro různá prostředí (nejrychlejší
je zvuk v pevných látkách, např. ve skle má rychlost 5200
m/s), i pro různé teploty vzduchu (např. největší udaná
hodnota v = 557 m/s při 500° C).
Rychlost zvuku ve vzduchu závisí na složení vzduchu
(nečistoty, vlhkost apod.), ale nejvíce na jeho teplotě. Ve
vzduchu o teplotě t [°C] má zvuk rychlost : v = 331,82
+ 0,61 t (odtud si můžete vypočítat, jak vysoká
teplota odpovídá Vámi požadovanému zvýšení rychlosti).
Rychlost zvuku není ovlivněna tlakem vzduchu a je stejná pro
zvuková vlnění všech frekvencí. Na webu můžete najít
spoustu zajímavých článků, stačí do vyhledávače napsat
klíčové slovo "rychlost zvuku" resp. "speed of
sound" např.http://otokar.troja.mff.cuni.cz/vyuka/sylaby/OFY016/F2001/MRKVA.DOC
Tato teplotní závislost ovšem platí jen v určitém intervalu
teplot. Jaká bude rychlost zvuku při hodně vysokých
teplotách, kdy místo plynu bude plasma? Tak na tuto otázku
odpověď bohužel ještě nevím. Dodám ji co nejdříve!
Dotaz: Šíří se zvuk ve vakuu? Jestli ano, jakou rychlostí? Jestli ne, tak proč?
(Hanicka Sojkova)
Odpověď:
Odpověď: Zvuk se šíří
POUZE ve hmotném prostředí (to které obsahuje nějaké
částice). Je to podélné vlnění (představte si to např.
jako řadu lidí (částic prostředí) první člověk se začne
kývat ve směru a proti směru řady, rozkývá tak dalšího,
který stojí za ním, ten rozkývá dalšího atd. Tímto
způsobem se šíří zvuk od zdroje zvuku do prostředí. Ve
vakuu žádné částice nejsou, proto se zvuk ve vakuu
nešíří. Není tam totiž nic, co by mohlo kmitat. Pěkný
pokus na důkaz tohoto tvrzení - do vývěvy dát zvonící
zvonek (viz. obrázek). S vyčerpáním vzduchu zmizí i zvuk
zvonku, i když zvonek dál zvoní (vidíte, jak sebou zběsile
škube, přesto nic neslyšíte).
O rychlosti zvuku v různých prostředích se můžete dočíst
v dalších dotazech tohoto archivu.