• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Läbimurre “õhulaserite” tekitamises?

18.02.2015 by Kaido Reivelt Leave a Comment

Kuidas saada teada, milline on õhu koostis mõne korstna läheduses või kilomeetrite kõrgusel maapinnast, kui teil ei ole kasutada lennukeid, õhupalle või taevatreppi? Selgub, et õhumolekulid saab panna laserina kiirgama ja seda ka kauge maa tagant, laserivalguse neeldumise kaudu saab omakord teada atmosfääri koostise. Alexandre Laurain ja tema kolleegid Arizona ülikoolist on leidnud mooduse, kuidas seda teha 200 korda efektiivsemalt, kui varasemates katsetes.

b18b1c33-4148-458e-814f-e97c96bfc168

Niimoodi muutub õhk laseriks: infrapunase laserivalgusega lõhutakse lämmastiku molekulid ja aatomid ergastatakse ultravalgusega (kaks ülemist pilti). Alumine pilt näitab olukorda, kus ergastatud aatomid relakseeruvad ja kiirgub valgus ja see registreeritakse detektoritega.

Ka täna on atmosfääri koostise uurimise seadmed täitsa olemas, neid nimetatakse LIDAR’iteks (LIght Detection And Rading). LIDAR ergastab valgusega mõne meetri kuni kilomeetri kaugusel olevaid aatomeid ja molekule ning mõõdab siis nendelt lähtuvat fluorestsentskiirgust. Sellise meetodi nõrkuseks on tagasituleva kiirguse intensiivsuse kiire kahanemine kauguse suurenedes, kuna ergastatud aatomid kiirgavad fluorestsentskiirgust kõigis suundades. Olukord oleks palju parem, kui aatomid ei kiirgaks valgust nagu hõõglamp vaid nagu laser, suunatult.

Optiliselt, st laseriga on õhu indutseeritud kiirgust suudetud tekitada juba rohkem kui kümme aastat. Õhulämmastikust laseri saamiseks on kõigepealt vaja lämmastiku molekulid aatomiteks lõhkuda (vt lisatud skeemi). Pärast seda on vaja aatomid ergastada sobivale energiatasemele, kust madalamatele energiatasemetele liikudes tekib indutseeritud kiirgus, st laserivalgus icon_eopik.  Seni on mõlemaks eesmärgiks kasutatud ultravalgust kiirgavat laserit, mis on reguleeritud täpselt lainepikkusele 211nm, kusjuures selline täpne lainepikkuse valik on põhjustatud lämmastiku aatomi energiatasemete struktuurist. Aga see on väga kallis lahendus – sellisel lainepikkusega valguse saamine on keerukas ja raiskab väga palju energiat. Laurain ja kolleegid on näidanud, et palju parem on kasutada kaht laserit, üks kiirgab infrapunavalgust, millega lõhutakse molekule, teine kiirgab ultravalgust aatomite ergastamiseks. Protsessi on illustreeritud juuresoleval pildil. Katsed näitavad, et sarnase ultravalguse laseri võimsuse korral saadakse indutseeritud kiirguse intensiivsuse kahesajakordne suurenemine.

Esmastes katsetes suudeti “õhulaser” esile kutsuda 100 meetri kauguselt. Töö autorid valmistuvad tõestama, et seda suudetakse teha ka kilomeetri kauguselt.

Mida on meil sellest loost õppida:

  • Oot-oot, võiksite te ütelda, laseril peab ometi olema kest ja koht, kuhu patareisid sisse panna … Tegelikkuses on nii, et entusiastid oskavad laserit ka kodus ehitada ja kõige lihtsam on teha just lämmastikul töötavat laserit. Selleks on vaja suure pingega elektriimpulssi – kui see juhtida läbi lämmastiku, siis tekib nähtus, mida nimetatakse superfluorestsentsiks ning õige elektroodide konfiguratsiooni korral hakkab õhk “laserdama” (ingl lasing). Kiiratud valgus ei ole küll koherentne, aga on suunatud ja võimendatud, nii et välja näeb see nagu laser. Ja selleks ei ole vaja ei resonaatorit ega mõnda kallist kristalli.
  • Mõni uus asi on ka hästi unustatud vana – viites on ka toimetuse kommentaar, kus nad tunnistavad, et ei pannud enne artikli avaldamist tervet seeriat analoogilisi tulemusi kirjeldanud artiklit. Vahel juhtub ka parimatel …
  • Käesoleva loo valguses peaks alljärgnev video teile üsna arusaadav olema – mis see on, mis õhus helendab? Kuidas see saadud on? Mõelge välja!

Allikas:
http://physics.aps.org/articles/v7/129?referer=rss

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Fluorestseeruvad nanotorud – uus aken aju ehitusse
  2. Kas uus suund fotoonikas?
  3. Ameerika mereväe uus laserrelv
  4. Uue põlvkonna osakestekiirendi idee
  5. Tekitati rekordiliselt lühike 67 atosekundit pikk laserimpulss
  6. Valmistati võimas ainumood-kvantkaskaadlaser
  7. Akustiliste mõõtmistehnika uus põlvkond
  8. „Difraktsioonivaba“ valgusimpulsi moodustumine ringjal difraktsioonivõrel
  9. Arengud termovarjestuse tehnoloogias
  10. Teadlased muutsid üksiku footoni suurust ja värvi

Filed Under: Teadusuudised, Valguse aasta 2015 Tagged With: Saagu valgus

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in