Энергетика, байланыс және автоматтандыру факультеті


Тема 2.1, 2.2 Квантовая физика (1/1/1 сағ.)



жүктеу 5.01 Kb.
Pdf просмотр
бет8/9
Дата14.09.2017
өлшемі5.01 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Тема 2.1, 2.2 Квантовая физика (1/1/1 сағ.).  

Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Жылулық сәуле шығару заңдылықтары .  
Эйнштейн теңдеуі. 
ериалар формуллалары. 
Радиациалық, жарқырау және түстік температура  . 
волюциялық көзқарас. 
утегітәріздес атомдар. 
178; 5.181; 5.194.  
2.  Сыртқы фотоэффект үшін 
3.   Комптон. эффектісі 
4.  С
5.  №№ 18.1; 18.15; 19.13; 19.24;20.22;20.29. [9]. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.   Рэлея-Джинса заңы. Ультракүлгін апаты. 
2.  Оптикалық пирометрия. 
3.  Атом құрылысы туралы э
4.  С
5.  №№ 5.
 
Сабақ 6. 
Тақырып. 2.3.
 Корпускульдік-толқындық дуализм (1/-/-сағ.). 
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Де Бройль гипотезасы. Де Бройль толқын ұзындығын анықтау. 
.  Гейзенбергтің анықталмаушылық қатынасы..  
ың қасиеттері. 
е Бройль  және Гейзенбергтің ұстанымының тәжірибеде дәлелденуі. 
.   №№6.52; 6.63; 6.67 [8]. 
2
3.  № 19.34;19.36 [9]. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.  Де Бройля толқындарын
2.  Д
3
 
 
Сабақ 7. 
Тақырып. 2.4.
  Шредингердің  уақыттық  және  стационарлық  теңдеулері  
сы. 
ванттық  механикадағы гормониялық кванттық  осциллятор. 
Ст
мысының бақылау тапсырмалары. 
  деңгейлерінің 
циалдық шұңқырдың түбінде» бола ала ма? 
ң  қозғалысы  қандай  толқындық  функция  арқылы 
ипатталады? 
4; 6. 106 [8]. 
(1/-/- сағ.)
.  
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Еркін бөлшектердің қозғалы
2.  К
3.  № 6.76; 6.80; 7.83; 6.84 [8]. 
 
уденттердің дербес жұ
1.  Кванттық – механикалық 
және 
классикалық 
осцилляторлардың 
айырмашылықтары. 
2.  Гормониялық  кванттық    осциллятордың  энергиялық
энергияларының айырымы қандай? 
3.  Бөлшек «потен
4.  Еркін  бөлшектерді
с
5.  № 6.10
 

Сабақ 8.
 
Тақырып. 1.3.
  Тема 2.5 . Кванттық  теориядағы  сутегінің    атомы  мен 
оспары. 
ндар. Паули ұстанымы.  
Күрделі  атомдағы  элктрон  деңгейлерінің 
құрылымы. 
 тапсырмалары. 
 байланыстар. 
кіатомдық молекуланың электрондық термасы. 
5; 6.156; 6.161 [8]. 
молекуласы (1/-/- сағ.)
 
Машықтану (семинарлық) сабақғының ж
1.  Кванттық механикадағы сутегінің  атомы. 
2.  Кванттық са
3.  Кеңістіктің  квантталуы. 
4.  № 6.142; 6.147; 6.152 [8]. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау
1.  Сутегі молекуласы. 
2.  Иондық және коваленттік
3.  Е
4.  № 6.15
 
Сабақ 9
 
Тақырып. 2.6.
 Лазерлер (1/-/- сағ.)
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Тұтқиыл және еріксіз сәуле шығару. 
ттері.  Лазер  сәулесінің  сәуленің  басқа  түрлерінен 
птикалық резонатор. 
дің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
істері.  
.). 
 қасиеттері. 
асы. Бозонодар қасиеттері. 
.  Ферми-газдың  бозе-газдан айырмашылығы. 
ның салдары. 
ванттық статистиканың классикалық статистикадан айырмашылығы неде? 
; 6.156; 6.161 [8]. 
лымдық  кристоллаграфия 
. 
2.  Лазер  сәулесінің  қасие
айырмашылығы.  
3.  О
4.  № 6.173 —6,177 [8]. 
 
Студенттер
1.  Гелий-неондық және рубиндік лазерларының жұмыс істеу әд
Сабақ 10. 
Тақырып. 2.7. Кванттық статистика элементтері (1/-/- сағ
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Ферми-Дирак статистикасы. Фермиондардың
2.  Бозе-Эйнштейн статистик
3
4.  № 6.178; 6.179; 6.182 [8]. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.  Нернст  теоремасы және о
2.  К
3.  № 6.155
 
Сабақ 11.
 
Тақырып. 2.8. Конденсацияланған  күй.
  Құры
элементтері. (1/-/-  сағ.).  
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары
1.  Моно- және поликристалдар. Изотроптылық және анизотроптылық. 

2.  Кристалл торларының түрлері. Браве торы. 
  туралы  кванттық  және 
лар. 
онондар және олардың қасиеттері. 
ысының бақылау тапсырмалары. 
не оның қолданылу шегі. 
жозефсон эффектісі. 
; 6.192;  [8]. 
 жуықтау және өздік келісім өрісінің жуықтауы.  
ғы  металдар,  диэлектриктер  және  жартылай 
ткізгіштер. 
тасымалдаушылар ретінде. 
кванттық 
және 
классикалық 
теорияларының 

здік өткізгіштік құбылысы 
; 6.198;  [8]. 
3.  Кристалл  торларының  жылу  сиымдылығы
классикалық теория
4.  Ф
5.  № 6.188; 6.190 [8]. 
 
Студенттердің дербес жұм
1.  Дюлонг-Пти заңы жә
2.  Д
3.  № 6.191
 
Сабақ 12.
 
Тақырып. 2.8. Белдеулер теориясының элементтері (1/-/-  сағ.)
.  
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Адиабаталық
2.  Белдеулер  теориясында
ө
3.  № 6.195; 6.200; 6.205[8]. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.  Квазибөлшектер ток 
2.  Электрөткізгіштіктің 
айырмашылықтары. 
3.  Экситон дегеніміз не
4.  Ө
5.  № 6.196
 
Сабақ 13. 
Тақырып. 2.8. Ферромагнетиктер (1/-/-  сағ.).  
сабақғының жоспары. 
 магниттелуі. 
юри температурасы. 
сының бақылау тапсырмалары. 
н көзқарас. 
. Құрылысы.  
ік материалдардың техникада қолданылуы. 
 жоспары. 
үсіндіру. 

Машықтану (семинарлық) 
1.  Ферромагнетиктердің
2.  К
3.  № 6.212 — 6.216 [8]. 
 
Студенттердің дербес жұмы
1.  Ферро- и антиферромагнетиктерге кванттық тұрғыда
2. Ферриттер
2. 
Магнитт
  
Сабақ 14. 
Тақырып. 3.1. Атомдық ядро (1/1/1 сағ.). 
Машықтану (семинарлық) сабақғының
1.  Альфа- и бета- ыдырау заңдылықтарын т
2.  Нейтриндер және антинейтриндер
3.  Радиоактивті бөлінудің заңдылықтары.  

4.  Байланыс энергиясы. Маса ақауы 
деролық реакциялар. Бөліну және синтездеу реакциялары. 
ылау тапсырмалары. 
деролық энергияның мәселелері. 
7.58; 7.67; 7.76; 7.87 [8]. 
терді жіктеу. (1/-/-  сағ.).
  
 
лементар бөлшектердің өзараәсерлесуі.Сақталу заңы. 
ның бақылау тапсырмалары. 
.  Осы заманғы физика мен астрофизиканың негізгі мәселелері. 
.  №№ 7.97; 7.119; 7.123 [8]. 
ған әдістемелік нұсқалар 

ффект құбылысын зерделеу 
сқышты I – жағдайға қоямыз.Т

тумблері арқылы Ш шамын 
ксимал  қызуына  қоямыз  /фотоэлементке 
арқылы кернеуді U = 0 қоямыз. Микроамперметрмен фототок 
үшін өлшейміз. 
 
5.  Я
6.  № 7.12; 7.14; 7.17 ; 7.33 [8]. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақ
1.  Ядеролық реакторлар. 
2.  Я
3.  № 7.50; 
 
Сабақ 15. 
Тақырып. 3.2  Элементар бөлшек
Машықтану (семинарлық) сабақғының жоспары. 
1.  Элементар бөлшектерді жіктеу
2.  Э
3.  № 7.96; 7.102; 7.114 [8]. 
 
Студенттердің дербес жұмысы
1
2
 
 
5 Зертханалық жұмыстарды орындауға арнал
 
№ 64 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС     (2/1/1 сағ
Сыртқы фотоэ
Фотоэффект.  
Жұмысты орындау тәртібі: 
Вакуумдық фотоэлементтің вольтамперлік сипаттамасын анықтау 
1. K ауыстырып қо
тізбекке қосамыз. 
2.  Р  реостат  арқылы  шамды  ма
максимал жарық ағыны Ф
1
 түседі/. 
3. Потенциометр 
к

 
 4.  Потенциометр  арқылы  кернеуді I вольтқа  көтере  отырып,  фототок  күшінің 
мәнін 1-кестеге жазамыз. 
5.  Потенциометрдің  жылжыма  тұтқасын  жылжыту  арқылы  кернеуді U=0 
қоямыз. 
 
К ауыстырып қосқышты II-жағдайға қоямыз. 
6.  Фотоэлементтегі  теріс  кернеуді  көбейтіп  фототок I=0 кезіндегі  тежеуші 
кернеуді U
т 
анықтап, мәнін теріс таңбасымен 1-кестеге жазамыз. 
7.  Р  реостат  арқылы  жарық  ағынын  кемітіп,  Ф
2
 , Ф

жарық  ағындары  мәніне 
сәйкес тәжірибені  /2-6 пункт бойынша/ қайталаймыз. 
8. Кестеде берілгенге сүйене отырып фототок күшінің I кернеуге U тәуелдігінің 
графигін саламыз. 
 
1 кесте 

 

 
 
 
 
 
 
Ф



 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
Ф



 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
Ф



 
 
 
 
 
 
 
  
Электронның шығу жұмысы мен фотоэффектінің қызыл шегін анықтау 
 
1.  К  ауыстырып  қосқышты II – жағдайға  қоямыз.  Р  реостат  арқылы  шамды 
максимал қызуына қоямыз. 

2.  Фотоэлементтегі  теріс  кернеуді  көбейтіп  фототок I=0 кезіндегі  тежеуші 
кернеуді U
т 
табамыз. 
Тәжірибені  әртүрлі  жарық  сүзгісі  үшін  қайталаймыз,  берілгенді 2 – кестеге 
жазамыз. 
 
 
 
 
2- кесте  
№ 
λ 
U
т 
W

А
шығ 
λ 
max 
λ 
max 
Δ λ 
max 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Тәжірибе бойынша электронның максимал энергиясын: 

к 
 = е U
т;
 
 
     
     электронның шығу жұмысын: 
 
А
шығ
 
 = hc/ λ – e U
т 
 және 
               
     фотоэффектінің қызыл шегін есептеп шығарамыз: 
 

λ
max 
 = hc/ А
шығ 

      
Бақылау сұрақтары 
1.  Фотоэффект құбылысы дегеніміз не? Оның қандай түрлері бар? 
2.  Фотоэффектінің заңдары қандай? 
3.  Толқын ұзындығы мен фотонның жиілігі өзара қалай байланысты? 
4.  Фотоэффект үшін жазылған Эйнштейн теңдеуін жазып түсіндір. 
5.  Фотоэффектінің қызыл шегі дегеніміз не және ол қандай шамаларға тәуелді? 
6.  Фотоэлектронның  ең  үлкен  (максималды)  энергиясы  қандай  шамаларға 
тәуелді? 
7.  Осы  жұмыстағы  фотоэффектінің  қызыл  шегін  анықтау  қандай  әдіске 
негізделген? 
 
 
Пайдаланған әдебиеттер 
1.  Фриш  С.Э.,  Тиморева  А.В.  Курс  общей  физики.  Т.З.  М.:  Физматгиз, 1959. 
367с. 
2.  Трофимогва Т.И. Курс Физики. М.: Высш. шк. 1985. 299с. 
3.  Абдуллаев Ж. Физика курсы. Алматы: Білім, 1994. 258-261 бет 
 
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары: 
 
1.  Фотоэффект құбылысының пайда болуының себептері, түрлері. 
2.  Сыртқы  фотоэффект  құбылысы  үшін  жазылған  эйнштейн  теңдеуі  қандай 
іргелі заңға сүйеніп жазылған? 
3.  Фотоэффект құбылыстары техникада пайдалану мысалдары. 
     
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
№ 65 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС (2/-/- САҒ) 
Гелий-Неон ( Не-Ne) лазерінің ерекшелігін зерттеу 
Лазердің жұмыс істеу принципі 
 
Егер  зат  энергияны  жұтса  /мысалы,  фотонды/,  онда  оның  атомы  мен 
молекулалары  өз  бойына  артық  энергияны  жинап  беймаза  күйге  түседі    /1а-
сурет/. Атом, ион немесе молекула өзінің осы беймаза күйінен энергиясы төмен 
деңгейдегі  күйіне  өз  ырқымен  тосынан  /спонтанно/  және  еріксіз  /вынужденно/ 
ауыса  алады,  ауысу  кезінде  шығарған  сәуле  жиілігі  мына  өрнек  бойынша 
анықталады       ( 1-сурет): 
 
         
 
 
 
 
 һ
ν

2

1
 ,  
 
 
               
(1)
 
мұнда:  һ- Планк тұрақтысы; 
ν
 - сәуленің тербеліс жиілігі; 
Е2, Е1 - атомның энергиялық деңгейлері; 

һ
ν
 - квант энергиясы. 
 
Бұл  энергиялық  деңгейлердің  арасындағы  ауысу  кезінде  атомға  сыртқы 
ортадан  әсер  еткен  электромагниттік  өрістің  квантына  қосарлана 
қосымша квант шығады. Өз ырқымен тосынан сәуле шығару квантының 
бағыты  кезкелген  жаққа  бағыталса,  еріксіз  сәуле  шығару  квантының 
бағыты сыртқы электромагниттік өріс квантының бағытына сәйкес келеді 
/1,в-сурет/  және  сыртқы  сәуле  кванты  мен  еріксіз  шыққан  сәуле 
квантының тербелістерінің  
а/ кванттың жұтылуы 
 
 
 
 
 
 
б/ тосын сәуле шығару 
 
 
 
hv 
 
в/ еріксіз сәуле шығару 
 
 
 
 
 
hv 
 
 
 
 
 
       hv 
hv
 
        
-  энергиясы Е
і
 , мазасызданбаған атом 
 
          
 
-   энергиясы Е
і
 , беймаза атом 
 
 
 
1 - сурет 

 
фазасы, поляризациясы және жиіліктері бірдей, яғни екі квант бір-біріне толық 
ұқсас болады. Сыртқы электромагниттік сәуленің әсерінен атомның энергиясы 
тек жоғарғы деңгейден төменгі деңгейге ғана ауысып қоймайды, сонымен қатар 
төменгі  деңгейден  энергиясы  жоғарғы  деңгейге  де  ауыса  алады,  тек  соңғы 
жағдайда квант жұтылады. 
Квант  энергиясын  шығаратын  ауысулар  мол  болуы  үшін  энергиялық 
деңгейі  Е  жоғары  және  өзырқымен  төменгі  деңгейге  ауыса  алатын  беймаза 
күйдегі,  яғни  жоғары  энергиялық  деңгейдегі  атомдар  мен  молекулалардың 
саны көп болуы шарт. 
Термодинамикалық  тепе  теңдік  кезінде  молекулаларды  олардың 
энергиялық күйіне қарай жіктеу Больцман заңы бойынша атқарылады. 
 
         N=N
0
e
-E/kT 
,                                                     (2) 
 
мұнда:    N - ортадағы энергиялық күйі Е температурасы Т                                               
                 молекулалардың саны; 
N
0
  - осы Т температурадағы негізгі күйдің молекулаларының саны. 
Егер  қандайда  болмасын  әдіспен  заттың  көп  молекулаларының 
энергиялық  деңгейі  молайтылған    /инверсионная  населенность/  болса,  онда 
жоғарғы  деңгейден  төменгі  деңгейге  ауысудың  саны  көп  болады.Бұл - затқа 
келіп түскен сәуле квантының /һv/   сол заттың ішінде өзіне ұқсас кванттарды 
/һv/  туғызып көбейуіне, яғни затқа сырттан түскен сәуленің күшейуіне әкеледі. 
 
 
анод 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
             катод 
алдынғы айна               
Р=50%                           
артқы айна     
Р=100% 
 
 
жазық 
λ
б
 
поляризация- 
ланған сәуле 
He-Ne қоспасы 
белсенді элемент 

 
 
 
 
Заттың жоғарғы деңгейлі энергиялық күйін белсенді күй деп, ал белсенді 
күйдегі  ортаны  белсенді  орта  деп  атайды.  Жоғары  энергиялық  деңгейдегі 
молекулалар  /атом  немесе  иондар/  санын  сырттан  энергия  беру  арқылы 
көбейтуді инверсиялық нығыздау /накачка/ деп атайды. 
Нығыздау  тәсілдері  әртүрлі  және  ол  лазер  түрлеріне  байланысты. 
Нығыздау  процесін  үш  деңгейлі  лазердің  мысалынан  көруге  болады    /  3  - 
сурет/.   Молекулалар 1 - энергиялық  деңгейден      ІІ  - энергиялық  деңгейге 
ауысуы үшін, сырттан келген сәуле квантының көмегімен, электрондар әуелі  1 
-  энергиялық  деңгейден    ІІІ - деңгейге  ауысады.  Бұл    ІІІ - деңгейдегі 
электронның тұрақтап тұру уақыты, яғни электронның бұл беймаза күйде болу 
уақыты өте аз  /

10
-8
 c/  болуы қажет. 
Электрондардың    ІІ  - деңгейде  тұрақтау  уақыты 

10
-8
  с  дан  көбірек 
/айталық  10
-3
 с/, сондықтан электрондар өзықтиярымен сәуле фотонын  
 
 
 
III 
 
 
 
 
II 
 
лазер сәулесі
 
нығыздау 
 
 
 
 

 
3 - сурет 
 

 
шығармай-ақ    ІІІ - деңгейден  беймаза  уақыты  көбірек    ІІ - деңгейге 
/метастабильный/ ауысып жиналады және өте күшті нығыздау болған кезде  ІІ - 
деңгейдегі  элоктрондар  саны    І - деңгейдегіден  көп  артық  болады.  Бұл    ІІ - 
деңгейден  І - деңгейге электрондардың ауысып, фотон тасқынын шығаруының 
мүмкіндігін қамтамасыз етеді. 
Дегенімен оптикалық тербелістің туындауы тек еріксіз сәуле шығару бір 
рет  қана  пайда  болмай,  одан  кейін  де  жиі  қайталанып  отырған  жағдайда  ғана 
өтеді. Бұл процесс өтуі үшін белсенді орта оптикалық резонатор /үндестіргіш/ 
ішіне орналасады. 
Оптикалық  үндестіргіш - екі  айнаның  арасына  орналастырған  белсенді 
орта /4 -сурет/.  Айналар  жазық,  дөңес  және  ойыс  болып  келеді.  Олардың 
сәулені  шағылыстыру  коэффициентінің  жоғары  болуы - аса  керек  қасиет. 
Мұнда  шағылыстырғыш  қабілеті  жоғары  және  жарықты  жүтпайтын,  көп 
қабатты диэлектрлік жамылғышы бар айналар қолданылады. 
Бірінші  айнаның  сәулені  шағылыстырғыш  коэффициенті 0,5 /50%/, ал 
екінші айнанікі  0,98 /

100%/ тен кем болмайды. Айналардың оптикалық  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
белсенді     орта 
мөлдір 
емес айна 
р=100%     
жартылай 
мөлдір айна 
р=50% 
лазер 
 
оптикалық резонатор 
 
              4 - сурет 
сәулесі

 
бетінің  тегістелуі  оған  түсетін  жарық  толқының 1/100 бөлігіндей  дәлдікпен 
өңделуі  және  айналардың  бір - біріне  өте  дәл  параллель  орналасуы  қажет. 
Параллель еместігі ең көп  болғанда  5 

  бұрыштық секундтан аспауы керек. 
Айналардың  не  үшін  қажеттігін  түсіну  үшін    3-суретке  қарайық. 
Айналардың арасында өте көп біртекті молекулалардан тұратын белсенді орта 
орналасқан.  Мұнда    ІІ - деңгейден    І – деңгейге  өзырқымен  және  еріксіз 
ауысулар  болып  жатады.  Электрондардың  өзырқымен  ауысуы  кезеніңде 
фотондар  туындайды.  Бұл  фотондар  таралу  жолында  басқа  молекулалардың 
электрондарының  орнын  ауыстыруына  себепші  боладыда  жаңа  фотондар 
шығады. 
Бұл  пайда  болған  фотондар  өзінің  тарау  жолындағы  кезіккен  келесі 
молекулаларда  еріксіз  ауысу  туғызады.  Осы  сәттен  бастап  фотондардың 
өздерін өздері еселете көбейткен тасқынды /лавинообразно/  процесі басталады 
және  әрбір  фотонның  тарау  бағыты  оны  тудырған  фотонның  бағытымен 
бағыттас болады. 
Айналар  жүйесі  фотондардың  таралуының  басты  бағытын  таңдауға 
мүмкіндік  береді.  Ол - осьтің  бойы.  Бұл  фотондар  айнадан  кері  шағылысып 
қайтадан  активті  ортаға  келеді  де,  ондағы  уақытша  беймаза  күйдегі  
/метастабильный - уақытша  тұрақты/  атомдарды  негізгі  күйге  еріксіз  ауысуға 
мәжбір  етеді  және  соның  нәтижесінде  бір  бағытта  таралған  фотондар  саны 
көбейеді. 
Сонымен  оптикалық  үндестіргіш  фотондардың  күшейткіш  ортада,  оның 
осінің  бойымен  тарылып,  жарық  толқындарының  бірнеше  рет  қайталанып 
тууын  қамтамасыз  етеді,  соның  нәтижесінде  өте  қуатты  сәуле - лазер  сәулесі 
алынады. 
Лазер сәулесі туындауы үшін үндестіргіштің ұзындығына L саны n жарты 
толқын 
2
λ
  сыйуы керек, яғни 

                                              L = n(
2
λ
),  n=1,2,3, ...                                              (3) 
 
Айналардан  бірнеше  рет  шағылысқан  фотондар,  кванттар  тасқынын 
тудыра  отырып,  белгілі  бір  қуатқа  ие  болады  да,  лазер  сәулесі  түрінде, 
жартылай мөлдір айна арқылы сыртқа шығады. 
Лазер  сәулесінің  туындауына  тек  үндестіргіш  осіне  параллель  таралған 
кванттар ғана қатынасатын болғандықтан, оның П.Ә.К. 1% тен аспайды. Бірақ 
кейбір жағдайларда П.Ә.К.-ін 30% жеткізуге болады. 
 
 
 
Не-Nе  лазерінің құрылысы 
Не-Nе    лазері  үздіксіз  жұмыс  істейтін  лазерлер  қатарына  жатады.  Оның 
қуаты үлкен емес /100мВт /, бірақ пайдалануға ыңғайлы, арзан, көзге көрінетін 
жарық сәулелерін шығарады және сәуле шығару қабілеті өте тұрақты. 
Не-Nе  лазерінің құрылысы және жұмыс істеу тәсілі. 
Барлық  газдық  лазерлер  сияқты    Не-Nе    лазерінде  нығыздау  электр 
разрядының көмегімен екі кезеңде іске асырылады: 
1. Не (гелий) газы беймазалаушы энергияны жеткізуші және оны  Nе (неон) 
газының атомдарына беруші қызыметін атқарады. 
2.  Неонның  беймазаланған  атомдары,  негізгі  энергиялық  күйге  ауыса 
отырып, лазер сәулесін шығарады. 
Электр    разряды    кезінде  пайда  болған  электрондар    мен  соқтығысу 
кезінде беймаза күйге түскен гелий атомдары негізгі энергиялық  І - деңгейден 
беймаза күйдегі  ІІІ - деңгейге ауысады /5 - сурет/.  
Беймаза  күйдегі  гелий  атомдарымен  соқтығысқан  неон  атомдары  да 
беймаза  күйге  түсіп,  гелийдің  беймаза  күйіндегі  энергиялық  деңгейіне  жуық, 
өзінің  беймаза  күйіндегі,  жоғарғы  энергиялық  деңгейіне  ауысады.  Осының 
                     Соқтығысу кезінде 
Не         берілетін энергия                  Ne 

нәтижесінде өте көп неонның атомдары жоғары энергиялық деңгейдегі беймаза  
3 - күйге көшіп, инверсиялық нығыздау жасалады. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ал    олардың    3  –  күйден  өзырқымен  энергиялық  деңгейі    төмен    2  - 
күйдегі  деңгейге  ауысуы  толқын  ұзындығы 
λ
= 0,6328 мкм  квант  /лазер/ 
сәулесін шығарумен қосарлана  жүреді. 
Шындығында  бұл  былай  іске  асырылады:  лазердің  белсенді  жұмыс 
атқаратын  бөлігі  қабырғасы  қалың  шыны  түтіктен  жасалған,  ал  екі  түпкі  беті 
жазық - параллель  оптикалық шыны тереземен жабылған. 
Гелийдің  кезкелген  заттың  ішіне  ену  қабілеті  жоғары  болғандықтан, 
түтіктің  қабырғасы  калың  етіп  жасалады.  Түпкі  терезелер  жазықтығы  түтік 
осімен Брюстер бұрышын (
α
б
)  жасайтындай етіп орналасқан /2 - сурет/ . 
Терезелерді    (
α
б
)  бұрышымен  орналастыру  лазер  сәулесінің  кернеулік 
векторының    Е    тербелісі  оның  таралу  бағытына  көлденең  /осы  сурет 
жазықтығында жататындай/ жазық поляризацияланған сәуле алу қажеттілігінен 
туған. Бұл  әдіс  көптеген  лазерлерді жасауда жиі пайдаланылады. 
Түтікке электродтар /анод, катод/ орналастырылған, ал түтіктің өзі Не /р= 
1мм.сын.бағ/ және  Nе /р = 2мм.сын.бағ/ газдары қоспасымен толтырылған. 

Белсенді  элемент  жартылай  мөлдір  жазық  айна  мен  шағылыстыру 
коэффициенті  = 0,98 ойыс  сфералық  айнадан  жасалған.  Сфералық  айнаның 
радиусы  үндестіргіштің  ұзындығына  тең  етіп  алынуы  лазер  сәулесінің  П.Ә.К. 
ұлғайту  үшін  және  оның  сапасын  /монохроматтылығын  және  кеңестік  пен 
уақыт бойынша когеренттілігін/  жақсарту үшін қажет. 
Анод  пен  катодтың  арасына  жоғары  кернеу  берілгенде  белсенді 
элементтің  ішіндегі  жанған  электр  разрядының  көмегімен  нығыздау  процессі 
жүреді. Электр разрядын тудыру түріне қарай белсенді элементтер ыстық және 
суық катодты болып бөлінеді. 
Ыстық катодты тәсілде разрядты тудыру үшін өте жоғарғы вольтті қысқа 
импульс  пайдаланылады,  ал  разряд  тұтанған  соң  жоғары  тұрақты  кернеуге 
қосылады.  Суық  катодтық  тәсілде  жоғарғы  жиілікті  электр  разряды 
пайдаланылады. Суық катодты белсенді элемент ұзақ мерзімге  /20000 сағаттан 
аса/ пайдалануға жарайды және сәуле шығару қасиеттері де жоғары. 
Бірақ  ыстық  катодты  белсенді  элементтер  қуаты  күшті  лазер  сәулелерін 
алуға  мүмкіндік  береді.  Не-Nе    лазерлері,  үздіксіз  жұмыс  істейтін  тұнғыш 
жасалған  лазерлер. Олар  1961  жылдары пайда болды және газдық лазерлердің 
көп түрлерін жасаудың бастамасы болды. 
 
жүктеу 5.01 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет