Verschil tussen gewoon licht en laserlicht

Belangrijkste verschil - Gewoon licht versus laserlicht

Zowel gewoon licht als laserlicht zijn elektromagnetische golven. Daarom reizen beide met de snelheid van het licht in vacuüm. Laserlicht heeft echter zeer belangrijke en unieke eigenschappen die niet in de natuur kunnen worden gezien. Gewoon licht is divergent en onsamenhangend, terwijl laserlicht in hoge mate directioneel en coherent is. Gewoon licht is een mengsel van elektromagnetische golven met verschillende golflengten. LAser licht, op de hand, is monochromatisch. Dit is de hoofd verschil tussen gewoon licht en laserlicht. Dit artikel concentreert zich op de verschillen tussen gewoon licht en laserlicht.

Wat is gewoon licht

Het zonlicht, tl-lampen en gloeilampen (wolfraamgloeilampjes) zijn de meest bruikbare gewone lichtbronnen.

Volgens theorieën emitteert elk voorwerp met een temperatuur groter dan het absolute nulpunt (0K) elektromagnetische straling. Dit is het basisconcept dat wordt gebruikt in gloeilampen. Een gloeilamp heeft een wolfraamgloeidraad. Wanneer de lamp wordt ingeschakeld, zorgt het toegepaste potentiaalverschil ervoor dat de elektronen versnellen. Maar deze elektronen botsen op atomaire kernen binnen kortere afstanden, omdat Tungsten een hoge elektrische weerstand heeft. Als gevolg van elektron-atomaire kernbotsingen, verandert het momentum van de elektronen, waardoor een deel van hun energie wordt overgebracht naar de atoomkernen. Dus de wolfraamgloeidraad warmt op. De verwarmde gloeidraad fungeert als een zwart lichaam en zendt elektromagnetische golven uit die een breed frequentiebereik bestrijken. Het zendt microgolven, IR, zichtbare golven, enz. Alleen het zichtbare deel van zijn spectrum is nuttig voor ons.

De zon is een super verhit zwart lichaam. Daarom stoot het een enorme hoeveelheid energie uit in de vorm van elektromagnetische golven, die een breed frequentiebereik bestrijken, van radiogolven tot gammastraling. Bovendien straalt elk verwarmd lichaam straling uit, inclusief lichtgolven. De golflengte die overeenkomt met de hoogste intensiteit van een zwart lichaam bij een bepaalde temperatuur wordt gegeven door de verplaatsingswet van Wien. Volgens de verplaatsingswet van Wien neemt de golflengte die overeenkomt met de hoogste intensiteit af naarmate de temperatuur stijgt. Bij kamertemperatuur valt de golflengte die overeenkomt met de hoogste intensiteit van een object in het IR-gebied. De golflengte die overeenkomt met de hoogste intensiteit kan echter worden aangepast door de temperatuur van het lichaam te verhogen. Maar we kunnen de emissie van elektromagnetische golven met andere frequenties niet stoppen. Daarom zijn dergelijke golven niet monochromatisch.

Normaal gesproken zijn alle gewone lichtbronnen verschillend. Met andere woorden, gewone lichtbronnen zenden willekeurig elektromagnetische golven uit naar alle richtingen. Er is ook geen relatie tussen de fasen van uitgezonden fotonen. Het zijn dus incoherente lichtbronnen.

Over het algemeen zijn de golven die door gewone lichtbronnen worden uitgezonden polychromatisch (golven met veel golflengten).

Wat is laserlicht

De term "LASER" is een afkorting voor Lechts EENmplificatie door de Stimulated Emissie van Radiation.

Over het algemeen blijven de meeste atomen in een materiaalmedium in hun grondtoestand omdat grondtoestanden de meest stabiele toestanden zijn. Er bestaat echter een klein percentage van de atomen bij geëxciteerde of hogere energietoestanden. Het percentage van de atomen dat bestaat bij hogere energietoestanden hangt af van de temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger het aantal atomen bij een bepaald geëxciteerd energieniveau. Opgewonden staten zijn erg onstabiel. Dus de levens van de aangeslagen staten zijn erg kort. Daarom ontlokken opgewonden atomen de exciteren naar hun grondtoestanden en geven onmiddellijk hun overtollige energie vrij als fotonen. Deze overgangen zijn probabilistisch en hebben geen stimulans van buiten nodig. Niemand kan zeggen wanneer een gegeven opgewonden atoom of molecuul de-excite gaat krijgen. De fase van de uitgezonden fotonen is willekeurig, omdat het overgangsproces ook willekeurig is. Eenvoudig, de emissie is spontaan en fotonen die worden uitgezonden wanneer overgangen plaatsvinden, zijn uit fase (incoherent).

Sommige materialen hebben echter hogere energietoestanden met hogere levensduren (dergelijke energietoestanden worden metastabiele toestanden genoemd). Daarom keert een atoom of molecuul gepromoveerd tot een metastabiele toestand niet onmiddellijk terug naar zijn grondtoestand. Atomen of moleculen kunnen naar hun metastabiele toestand worden gepompt door energie van buitenaf te leveren. Eenmaal in een metastabiele toestand gepompt, bestaan ​​ze lange tijd zonder terug te keren naar de grond. Het percentage van de atomen dat bestaat in de metastabiele toestand kan dus grotendeels worden verhoogd door steeds meer atomen of moleculen vanuit de grondtoestand naar de metastabiele toestand te pompen. Deze situatie is volledig tegengesteld aan de normale situatie. Deze situatie wordt dus populatie-inversie genoemd.  

Een atoom dat bestaat in een metastabiele toestand kan echter worden gestimuleerd om de-exciteren door een invallend foton. Tijdens de overgang wordt een nieuw foton uitgezonden. Als de energie van het binnenkomende foton exact gelijk is aan het energieverschil tussen de metastabiele toestand en de grondtoestand, zullen de fase, richting, energie en de frequentie van de nieuwe foto identiek zijn aan die van het invallende foton. Als het materiële medium zich in de populatie-inversiestatus bevindt, zal het nieuwe foton een ander geëxciteerd atoom stimuleren. Uiteindelijk zal het proces een kettingreactie worden die een stroom van identieke fotonen uitstraalt. Ze zijn coherent (in fase), monochroom (één kleur) en directioneel (reizen in dezelfde richting). Dit is de basislaseractie.

De unieke eigenschappen van laserlicht, zoals coherentie, richtinggevoeligheid en een klein frequentiebereik, zijn de belangrijkste voordelen van lasertoepassingen. Op basis van het type lasermedium zijn er verschillende typen lasers, namelijk solid state lasers, gaslasers, kleurstoflasers en halfgeleiderlasers.

Tegenwoordig worden lasers in veel verschillende toepassingen gebruikt, terwijl er meer nieuwe toepassingen worden ontwikkeld.

Verschil tussen gewoon licht en laserlicht

Aard van de emissie:

Gewoon licht is een spontane emissie.

Laserlicht is een gestimuleerde emissie.

Samenhang:

Gewoon licht is incoherent. (Fotonen die worden uitgezonden door een gewone lichtbron zijn niet in fase.)

Laserlicht is coherent. (Fotonen die worden uitgezonden door een laserlichtbron bevinden zich in fase.)

directionaliteit:

Gewoon licht is uiteenlopend.

Laserlicht is zeer directioneel.

Monochromatische / Polychromatic:

Gewoon licht is polychromatisch. Het bestrijkt een breed scala aan frequenties. (Een mengsel van golven met verschillende frequenties).

Laserlicht is monochroom. (Bestrijkt een zeer smal bereik van frequenties.)

toepassingen:

Gewoon licht wordt gebruikt bij het aansteken van een klein gebied. (Waar divergentie van de lichtbronnen erg belangrijk is).

Laserlicht wordt gebruikt bij oogchirurgie, tatoeageverwijdering, metaalsnijmachines, cd-spelers, in kernfusiereactoren, laserprinters, barcodelezers, laserkoeling, holografie, glasvezelcommunicatie, enz..

Scherpstellen:

Gewoon licht kan niet worden scherpgesteld op een scherpe plek omdat het gewone licht divergeert.

Laserlicht kan worden scherpgesteld op een zeer scherpe plek omdat laserlicht in hoge mate directioneel is.