1. Поясните, почему движение электронов в лазере происходит более упорядоченно, чем в газоразрядной трубке. 2. Какова

1. Движение электронов в лазере происходит более упорядоченно, чем в газоразрядной трубке из-за особой структуры лазерного активного среды. В газоразрядной трубке электроны перемещаются рандомно в газовой среде, сталкиваясь друг с другом и с атомами газа. Это приводит к тепловому движению электронов и расширению электронной оболочки атомов. Вместо упорядоченного движения электронов они совершают беспорядочные колебания и переходят на различные энергетические уровни, что не позволяет создавать остаточное заселение энергетических состояний.

В лазере же используется эффект световой индукции, при котором возникают особые условия для генерации упорядоченного излучения. Лазерный активный среда может состоять из вещества, в котором между электронами и атомами создается инверсия населенности энергетических уровней. Это достигается постоянной накачкой энергии в активную среду. Из-за инверсии населенности энергетических уровней, электроны в лазере двигаются более упорядоченно, переходя с высокоэнергетических уровней на более низкие и испуская фотоны одной и той же частоты и фазы. Этот упорядоченный процесс обеспечивает лазеру способность работать в кооперативном режиме, при котором фотоны усиливают друг друга в процессе стимулированного испускания, что приводит к созданию высокоуровневого когерентного излучения.

2. Причина высокой энергетической мощности лазерного излучения связана с особенностями генерации этого излучения. В лазере происходит процесс стимулированного испускания, при котором фотоны рождаются и усиливаются в результате взаимодействия с уже существующими фотонами. Это приводит к накоплению большого количества фотонов с одинаковыми энергиями и фазами. Затем, проходя через резонатор лазера, фотоны отражаются от зеркал и продолжают взаимодействовать с активной средой, что приводит к еще большему росту числа фотонов. Таким образом, лазерный излучение может иметь очень высокую энергетическую мощность.

3. Монохроматическое излучение - это излучение, которое имеет только одну частоту или одну длину волны. Оно представляет собой световую волну с определенной энергией, передаваемой фотонами. Излучение лазера является монохроматическим, потому что в лазере эксплуатируют лишь узкий диапазон энергетических уровней активной среды. Поэтому все испущенные фотоны имеют одну и ту же энергию, что соответствует определенной частоте и длине волны. В результате получается узкий спектр излучения с высокой степенью монохроматичности.

4. Лазеры нашли широкое практическое применение во многих сферах. Некоторые из них включают медицину (лазерная хирургия, удаление татуировок), научные исследования (спектроскопия, оптические эксперименты), технологию (лазерная сварка, резка и маркировка материалов), коммуникации (оптические волокна), и даже развлечения (лазерные шоу, проекторы). Лазеры также применяются в измерительных и научных приборах, в астрономии для дальних измерений, и во многих других областях, где требуется точная и контролируемая интенсивность света. Широкий спектр применений лазеров объясняется их особенностями, такими как когерентность, монохроматичность и высокая энергетическая мощность.