انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

مدیران انجمن: parse, javad123javad

mahdi :D

عضویت : جمعه ۱۳۹۲/۹/۱۵ - ۲۲:۵۸


پست: 199

سپاس: 120

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mahdi :D »

You-See نوشته شده:منظور من اربیتال های کوانتومی نیست ها، منظورم اینه که بصورت مداری اگر فرض کنیم، در مناطق مختلفی از مدار استیبل خودش می تونه برانگیخته بشه (یا حتی بدتر: باشه)
بطور دقیق تر این که اوربیتالی که الکترون در اون احتمال وقوع داره، پیوسته نیست!

دلیل شما رو درک نمی کنم!

نمایه کاربر
mrfane

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۰۰:۰۵


پست: 814

سپاس: 550

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mrfane »

You-See نوشته شده:منظور من اربیتال های کوانتومی نیست ها، منظورم اینه که بصورت مداری اگر فرض کنیم، در مناطق مختلفی از مدار استیبل خودش می تونه برانگیخته بشه (یا حتی بدتر: باشه)
بطور دقیق تر این که اوربیتالی که الکترون در اون احتمال وقوع داره، پیوسته نیست!


چیزی که من از جمله های شما متوجه می شوم این است که شما درست فهمیده اید و نتیجه درستی می گیرید؛ اما از لحنتان این طور برداشت می کنم که انتظار دارید حرفتان اشتباه باشد یا شاید طوری مثال تقض می آورید. (آیا برداشت من از لحن شما صحیح است؟) smile057

تصویر زیر نشان می دهد که (همان طور که گفتید) الکترون اتم فقط می تواند در مدارهای خاصی قرار گیرد و در اثر برانگیخته شدن نمی تواند هر جای دلخواهی باشد.
تصویر
اوربیتالی که الکترون در اون احتمال وقوع داره، پیوسته نیست!

این جمله کاملا درسته. (مطابق شکل) جالبه که از نظر تاریخی یکی از نخستین نتایج کاربردی نظریه کوانتوم همین چیزی است که مورد بحث ماست. یعنی دانشمندان می دیدند که الکترون نمی تواند هر فوتونی را جذب کند و در نتیجه به هر مقدار دلخواهی برانگیخته نمی شود و تا مدتها دلیل آن را نمی دانشتند، تا این که کوانتوم آمد و جمله بالا را گفت! smile006

کلا اگر به این صفحه یک سری بزنید بد نیست. اصلا سایته چیز فوق العاده ای هست. لبّ مطلب رو میگه: smile034 خلاصه!
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hyde.html
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.

نمایه کاربر
You-See

نام: U30

محل اقامت: تهران

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۵/۱۹ - ۱۹:۰۵


پست: 1280

سپاس: 787

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط You-See »

این قضیه رو می دونم، این که ارتفاع اوربیتال باید حدود کوانتومی باشه. اما نتیجه گیری من یکم فرق می کنه.
تصویر ها رو ببینید.
1.jpg


در این تصویر الکترون در مکان های خاصی احتمال وجود داره، یعنی روی اربیتالی که توش تعریف می شه و فاصله خاصی داره، در تمام نقاط اوربیتال خودش احتمال وجود داره، حالا اگر بهش پرتوی بتابونیم، چه چیزی تضمین می کنه که پرتو خروجی هم فاز با ورودی باشه؟
در این نظریه هیچ چیز!

اما نتیجه ای که در لیزر می گیریم چیز دیگه ای هست، که من رو به این نتیجه می رسونه:
الکترون روی اوربیتال خودش، یکی از این دو وضع رو داره:
- یا باید روی اربینتال خودش تنها بتونه در مکان های کوانتومی احتمال وجود داشته باشه، و در سایر مکان های اوربیتال خودش نمی تونه موجود باشه
- یا باید بصورت موجی حرکت کنه و مثلا فقط بشه روی نقاط ماکزیمم و پیک خودش قابل انگیختن باشه

این نظر دومی یه چیز دیگه رو هم تامین می کنه: چرایی این که اصلا چرا اوربیتال ها کوانتومی هستند!
دلیلش هم این می تونه باشه که باید الکترون روی مسیری حرکت کنه که نقاط پیک در دورهای مختلف بر هم منطبق باشند.

تصویر دو:
2.jpg


بد توضیح می دم؟ بگذارید رو حساب این که اصلا رشتم چیز دیگه ای هست. اگر لازم باشه با اشکال بیشتر بهتر توضیح می دم.
ممنون از اینکه شرکت می کنید.
شما دسترسی جهت مشاهده فایل پیوست این پست را ندارید.
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

نمایه کاربر
mrfane

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۰۰:۰۵


پست: 814

سپاس: 550

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mrfane »

فکر می کنم منظور شما را متوجه شدم.
احتمال حضور الکترون در اوربیتال همگن است.
You-See نوشته شده:حالا اگر بهش پرتوی بتابونیم، چه چیزی تضمین می کنه که پرتو خروجی هم فاز با ورودی باشه؟

هیچ چیز! smile039 در واقع پرتو ها از ابتدا همدوس تولید نمی شوند؛ بلکه اول به صورت معمولی هستند و بعد قسمتی از آن که مناسب است اجازه خروج از لیزر را پیدا می کند. (پس دیگه نیازی به این نتییجه گیری شما نیست) چیزی که درباره روش کار لیزر در چند پست قبل گفتم رو یادتونه؟
mrfane نوشته شده:به طور خلاصه این طور تصور کنید که لیزر یک لامپ مهتابی است که به سرعت کدر و شفاف می شود. اگر این کدر و شفاف شدن به اندازه کافی سریع باشد، فوتون ها را «قلپ قلپ» پس می دهد. این یعنی «همدوسی».

این کدر و شفاف شدن یکی از روش های ایجاد همدوسی در لیزر است که باعث حذف فوتون های نامناسب می شود. (جهت ارجاع و مطالعه بیشتر: به این فرایند «سوییچ Q» می گویند.)
________________________________
همان طور که دوستمان مهدی نیز تذکر دادند، لیزرها انواع مختلف دارند. من اینجا درباره لیزرهای گازی صحبت می کنم. (که بسیار رایج ترند) انواع دیگری از لیزر هم هستند که در هیچ کدام از آنها «جفت شدگی» رخ نمی دهد.
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.

mahdi :D

عضویت : جمعه ۱۳۹۲/۹/۱۵ - ۲۲:۵۸


پست: 199

سپاس: 120

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mahdi :D »

در مورد آخرین تصویر (حرکت موجی در اوربیتال):
در واقع در گذشته برای توجیه وجود مدارهای کوانتومی (اینکه تنها فواصل خاصی از هسته امکان چرخش الکترون هست) از همین شکل استفاده می شده. یعنی طول موج دوبروی منتسب به الکترون رو رسم می کردن و این باید یک حلقه کامل دور هسته تشکیل بده. از این طریق فواصل ترازهای انرژی از هسته بدست میاد.
ولی امروزه حرکت موجی الکترون مورد پذیرش نیست (در گذشته هم البته نبوده ها! با اغماض دو خط گذشته شاید درست باشه) در واقع اوربیتال ها مرز مشخصی ندارند و شبیه ابری هستند که در نقاطی چگال تر و در نقاطی رقیق تر هست. هرچی ابر متراکم تر باشه احتمال حضور الکترون در اونجا بیشتره.
پس نباید با یک نگاه کلاسیک به هسته نگاه کنید (اینکه الکترون توپی است که داره دور هسته میچرخه).
مثلا اوربیتال S که کره شکل هست میگه احتمال بیشتر اینه که الکترون در این فاصله و به طور متقارن در فضا پیدا بشه. در حالی که در این اوربیتال حرکت الکترون دایره ای نیست بلکه خطی هست! (مثل فنر، رفت و برگشتی)
..................................................
در مورد هم فرکانسی... من با گفته mrfane شک کردم. فکر می کنم پرتو تولید شده از اتم هم فرکانس با پرتو ورودی باشه. دلیل رو اما نمیدوونم دقیق.

نمایه کاربر
You-See

نام: U30

محل اقامت: تهران

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۵/۱۹ - ۱۹:۰۵


پست: 1280

سپاس: 787

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط You-See »

در مورد لیزر مطالعه می کنم تا ببینم بالاخره چی می شه.

اما در مورد شیشه، گفته می شه دلیل این که سرعت نور در شیشه یا هر سیال دیگری چگال تر از هوا، نسبت به سرعت نور در هوا کمتره، اینه که فوتون هی با اتم ها برخورد می کنه.
اگر اینطوره، چه چیزی باعث پیش بینی پذیر بودن خط سیر خروجی فوتون می شه؟
منطقا باید نور خروچی بسیار به هم ریخته باشه.
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

نمایه کاربر
mrfane

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۰۰:۰۵


پست: 814

سپاس: 550

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mrfane »

mahdi :D نوشته شده:در مورد هم فرکانسی... من با گفته mrfane شک کردم. فکر می کنم پرتو تولید شده از اتم هم فرکانس با پرتو ورودی باشه. دلیل رو اما نمیدوونم دقیق.


خیلی خوبه. واقعا ممنونم که این طوری با دقت می خوانید و حلاجی می کنید. من هم مجبور می شوم درس های گذشته را مرور کنم تا جواب شما را پیدا کنم.
این ایده کلی که «اتم ها همان طول موج هایی را تابش می کنند که می توانند جذب کنند» از نظر فیزیکی درست است؛ smile015 اما ما اینجا با یک مشکل تکنیکی برای ساخت لیزر مواجه می شویم و آن این که به این ترتیب نور لیزر در محیط خودش جذب می شود و دستگاه ما هرگز بازدهی لازم را نخواهد داشت. (دقیقاً متوجه این مشکل فنی شدید؟)

شما می دانید که الکترون ها فقط در ترازهای خاصی قرار می گیرند و ضمنا جابجا شدن الکترون بین هر 2 تا از این ترازها سرعت خاص خودشان را دارد. مثلا ممکن است وقتی الکترون روی مدار دلخواه A هست، بیشتر تمایل داشته باشد که به مدار B سقوط کند و کمتر به مدار C سقوط کند. (چی گفتم؟ smile042 )
راه حلی که مهندس ها برای مشکل بالا پیدا کرده اند این است که الکترون ها را تا مداری بالا می برند (اصطلاح: بالا بردن الکترون = دمش) که چندان پایدار نباشد و بنابراین بلافاصله به مداری که اندکی پایین تر است سقوط می کند. (اصطلاح: سقوط سریع الکترون به تراز پایینی = فروافت سریع) همین اتفاق باعث می شود طول موج تابش شده توسط لیزر با طول موج تابش شده توسط لامپ تفاوت داشته باشد و محیط دستگاه لیزر (یعنی ماده فعال) آن را جذب نکند.

به شکل ضمیمه نگاه کنید. امیدوارم منظور من را بهتر متوجه شوید.
تصویر: کتاب اصول لیزر، نوشته اوراسیو سوولتو، ترجمه حریری و گل نبی، صفحه 11
_____________________________________
پی نوشت: همان طور که در حاشیه تصویر هم می بینید برای من در اوایل ترم این سؤال بوده که «پس چرا در لیزر به جای تکفامی، دوفامی و سه فامی نداریم؟» و آخرای ترم فهمیده ام که «طول موج های اضافی حذف می شوند.» smile018
شما دسترسی جهت مشاهده فایل پیوست این پست را ندارید.
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.

نمایه کاربر
You-See

نام: U30

محل اقامت: تهران

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۵/۱۹ - ۱۹:۰۵


پست: 1280

سپاس: 787

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط You-See »

مرسی از این که برای جواب دادن وقت می ذاری و سعی می کنی بی دلیل چیزی نگی.
همون طور که گفتم، با تک فرکانسی شدنش مشکلی ندارم، با اختلاف فاز و اختلاف قطبش دارم که می رم مطالعه می کنم.

لطفا در مورد شیشه و خروج نور از اون دلیلتون رو بگید.
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

نمایه کاربر
mrfane

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۰۰:۰۵


پست: 814

سپاس: 550

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mrfane »

این کار چندان درستی نیست که انواع و اقسام سؤال و جواب های مختلف را توی یک تاپیک می گذاریم. تا ببینیم چه باید کرد! smile057

You-See نوشته شده:لطفا در مورد شیشه و خروج نور از اون دلیلتون رو بگید.

نکته اول: شما می دانید که نور یک موج الکترومغناطیسی است و نور مرئی شامل بخش خیلی کوچکی از طیف امواج الکترومغناطیسی است. در ادامه این پست می توانید این دو کلمه را جایگزین کنید.

نکته دوم: وقتی نور به یک جسم می رسد، سه اتفاق مختلف ممکن است رخ دهد:
1- جذب: یک الکترون فوتون را جذب می کند (برانگیخته می شود) و تمام. شاید بعد ها الکترون انرژی گرفته شده از فوتون را به صورت گرما پس بدهد.
2- بازتابش: یک الکترون فوتون را جذب می کند (برانگیخته می شود) و سپس فوتونی مشابه آن، در جهتی دلخواه گسیل می کند. (همان چیزی که Mahdi چند پست بالاتر گفت)
3- عبور: فوتون با الکترون واکنش نمی دهد و دست نخورده عبور می کند.

نکته سوم: الکترون ها نمی توانند در هر مدار دلخواهی قرار بگیرند؛ بلکه ترازهای انرژی مشخصی دارند. بنا بر این نمی توانند هر مقدار انرژی ای را جذب کنند. بلکه هر الکترون می تواند فوتون هایی با چند فرکانس معین را جذب کند که متناظر با ترازهای مورد نظرش هستند. (خلاصه این که الکترون نمی تواند بخشی از انرژی فوتون را بگیرد و باقی اش را دور بیندازد. و نمی تواند چند فوتون را با هم بگیرد.)

نکته نهایی: سطوح انرژی شیشه طوری است که فاصله های آن بیش از انرژی فوتون های نور مرئی است. پس الکترون های شیشه نمی توانند با نور مرئی برهمکنش داشته باشند. پس نور مرئی عین جنتلمن ها از بین آنها عبور می کند. smile039
اما مثلا امواج فروسرخ تا این حد خوش شانس نیستند و توسط شیشه جذب می شوند.

لینک جهت مطالعه بیشتر:
http://science.howstuffworks.com/question404.htm
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.

نمایه کاربر
You-See

نام: U30

محل اقامت: تهران

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۵/۱۹ - ۱۹:۰۵


پست: 1280

سپاس: 787

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط You-See »

دلیل چند سوالم این بود که همگی از نظر من واحد بودند واسه همین نخواستم یهو 5 تا تاپیک ایجاد کنم. علت "تا ببینیم چه می شود" هم اینه که باید مطالعه کنم ببینم درکم درست بوده یا نه.

خب اگر این طوره که می گید، و فوتون صاف از شیشه رد می شه، چه چیزی سرعتش رو در شیشه کم می کنه؟
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

نمایه کاربر
mrfane

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۰۰:۰۵


پست: 814

سپاس: 550

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mrfane »

You-See نوشته شده:خب اگر این طوره که می گید، و فوتون صاف از شیشه رد می شه، چه چیزی سرعتش رو در شیشه کم می کنه؟


نمی دانم و مطلب قابل قبولی در این مورد نخوانده ام. چیزهایی که من در این زمینه دیده ام دو جواب بوده اند:
1- با دید کاملا کلاسیکی بررسی کرده اند. مثلا گفته اند نور در اتم ها جذب می شود و دوباره تابش می شود که می دانیم درست نیست.
2- گفته اند «احتمالا شرایط در مجاورت اتم ها به نوع خاصی smile024 است که موجب کندی حرکت فوتون می شود.» خلاصه این که «دانی کف دست از چه بی موست؟ زیرا کف دست مو ندارد.»

سایر دوستان و بزرگان سایت، اگر جواب این سؤال را می دانند بفرمایند تا من هم یک کلمه یاد بگیرم. smile079
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.

mahdi :D

عضویت : جمعه ۱۳۹۲/۹/۱۵ - ۲۲:۵۸


پست: 199

سپاس: 120

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mahdi :D »

یک سوال برا من پیش اومد... هرچند میترسم موضوع تاپیک منحرف بشه با اجازه You-See میپرسم:
ما که میتونیم فرکانس های اضافی موجود در محیط فعال لیزیر رو حذف کنیم چرا از اول یک لامپ معمولی نذاشتیم داخل یک کاواک و بعد فرکانس های اضافی رو حذف کنیم تا به یک تک فرکانس برسیم؟

در مورد عبور موج از شیشه... به نظر من:
اگر خاصیت ذره ای موج (!) رو در نظر بگیریم ... یعنی نور رو به عنوان فوتونها بررسی کنیم ... این فوتون ها میرن بین اتمها و مدام برخورد میکنن و خارج میشن. به همین دلیل سرعتی که ما می بینیم کمتر شده. در واقع فوتونها بین اتمها با سرعت C حرکت می کنن اما در برخورد های کاتوره ای بین اتمها سرعت برایندشون کمتر میشه. اما سوالی که باز پیش میاد اینه که چرا فوتون ها در همون راستایی خارج میشن که وارد شدن؟ چرا پراکنده نمیشن؟
در واقع باید گفت: سوال خوبیه... باید بیشتر بخوانیم!

نمایه کاربر
mrfane

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۰۰:۰۵


پست: 814

سپاس: 550

جنسیت:

تماس:

Re: انتقال اطلاعات آنی از یک فوتون به دیگری - طرز کار لیزر

پست توسط mrfane »

mahdi :D نوشته شده:ما که میتونیم فرکانس های اضافی موجود در محیط فعال لیزیر رو حذف کنیم چرا از اول یک لامپ معمولی نذاشتیم داخل یک کاواک و بعد فرکانس های اضافی رو حذف کنیم تا به یک تک فرکانس برسیم؟


چون هم فرکانس بودن (یا تکفامی) فقط یکی از ویژگی های لیزر هست. لیزر ویژگی های دیگری هم دارد. شامل: همدوسی مکانی، همدوسی زمانی، درخشندگی
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.

ارسال پست