.png)
الليزر تاريخه واستخداماته
.png)
الليزر هو ضوء ينتج من خلال عملية تجميع وتكثيف للفوتونات المنبعثة من الغاز المثار بالإشعاع الكهرومغناطيسي.
نشأ مصطلح "الليزر" كاختصار لـ "تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع" حيث يتم استخدام الليزر في التطبيقات التي تكون فيها مصادر الضوء العادية غير كافية، كما هو الحال في اتصالات الألياف الضوئية https://www.brefphysique.com/2022/06/blog-post_3.html، حيث يتم استخدام الليزر لنقل المعلومات عبر مسافات طويلة ؛ في الجراحة، حيث يتم استخدام الليزر لقطع وكي الأنسجة ؛ وفي التصنيع، حيث يستخدم الليزر في اللحام وقطع المواد.
وايضا في صناعة الترفيه كالحفلات حيث يستخدم كمزين والعاب ضوئية من اجل التنشيط واضفاء جو المرح .
اكتشاف الليزر
إن تاريخ اكتشاف الليزر طويل ومعقد , في عام 1917 وضع العالم الفيزيائي ألبرت أينشتاين https://www.brefphysique.com/2022/05/blog-post_40.html لأول مرة نظرية حول إمكانية تضخيم الاشعة المنبعثة من الذرات بعد تحفيزها عبر تجميع تلك الاشعة وتكثيفها وتوجيها بمرايا نحو مخرج محدد .
في عام 1939، قدم الفيزيائي المجري ليو زيلارد براءة اختراع لـ "طريقة وجهاز لتضخيم الإشعاع الكهرومغناطيسي". تبع ذلك في عام 1960 من قبل علماء مختبرات بيل آرثر شاولو وتشارلز تاونز بتسجيل براءة اختراع لـ "مازر بصري" ورغم ذلك، لم يتم إنشاء أول ليزر بشكل حصري وعملي حتى أوائل الستينيات حيث قام العالم ثيودور ميمان، بصنع أول ليزر روبي ضوئي في عام 1960، والعالم وجوردون جولد، الذي صاغ مصطلح "الليزر" في عام 1957.
في عام 1960، صاغ الفيزيائي والمهندس جوردون جولد الاسم المختصر "الليزر" وبدأ في التحقيق في كيفية بناء مثل هذا الجهاز, و في عام 1962 ابتكر العلماء في Bell Labs أول ليزر يعمل بشكل عملي تطبيقي , ثم تبع ذلك أول ليزر شبه موصل في عام 1963 ليدخل الليزر عالم التطبيق ويشهد تطور في صناعته ومنذ ذلك الحين، تم استخدام الليزر في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الجراحة واللحام والقطع والاتصالات وغير ذلك من التطبيقات التي نقلت الانسان الى عصر التكنولوجيا .
أنواع الليزر
هناك أربعة أنواع رئيسية من الليزر: الحالة الصلبة، والغاز، والسائل، وأشباه الموصلات. كل نوع من أنواع الليزر له مميزاته وعيوبه.
ليزر الحالة الصلبة هو أكثر أنواع الليزر شيوعًا. يتم استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك القطع واللحام ومعالجة المواد والإجراءات الطبية والاستخدامات العسكرية. ليزر الحالة الصلبة متين ويمكن استخدامه لفترات طويلة من الزمن.
الليزر الغازي أقل شيوعًا من ليزر الحالة الصلبة. يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب استخدام ليزر عالي الطاقة، مثل قطع المواد السميكة ومعادن اللحام. يستخدم الليزر الغازي أيضًا في الإجراءات الطبية والبحث العلمي.
الليزر السائل ليس شائعًا مثل أنواع الليزر الأخرى. يتم استخدامها في بعض الإجراءات الطبية والبحث العلمي.
ليزر أشباه الموصلات هو أقل أنواع الليزر شيوعًا.
حيث تستعمل هذه الانواع وسائط نشطة يتم اثارتها باشعاع .
مخاطر الليزر
غالبًا ما يتم استخدامها في العروض التقديمية أو كطريقة ممتعة للترفيه عن الأطفال والحيوانات الأليفة ولكن ومع ذلك، يمكن أن تكون مؤشرات الليزر خطيرة للغاية إذا لم يتم استخدامها بشكل صحيح و يمكن أن يتسبب شعاع مؤشر الليزر في حدوث تلف دائم للشبكية، وهي الأنسجة الحساسة للضوء الموجودة في مؤخرة العين.
كما يمكن أن يسبب أيضًا "عمى الفلاش"، وهو اضطراب في الرؤية ناتج عن الضوء الساطع من الليزر.
عموما إذا كنت تستخدم مؤشر ليزر، فمن المهم إبقاء الشعاع
بعيدًا عن أعين الناس، بما في ذلك عينيك.
تطبيقات الليزر
تطبيقات الليزر في الطب
أصبحت تطبيقات الليزر شائعة بشكل متزايد في المجال الطبي حيث يمكن استخدام الليزر في كل شيء من التشخيص إلى الجراحة إلى العلاج حيث في التشخيص، يمكن استخدام الليزر في التحليل الطيفي، والذي يمكن أن يساعد في تحديد أنواع مختلفة من الأنسجة.
في الجراحة، يمكن استخدام الليزر للقطع واللحام والاستئصال , و تشمل التطبيقات العلاجية لليزر استخدامها لتسكين الآلام وتحفيز الشفاء.
تطبيقات الليزر في الفضاء
تم استخدام الليزر في الفضاء لمجموعة
متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الاتصالات والملاحة وعلم الفلك ومن أشهر
الأمثلة على ذلك هبوط أبولو 11 على سطح القمر، حيث تُرك عاكس ليزر على سطح
القمر لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم الذي يستغل لحساب المسافة بين الارض والقمر بشكل دوري , و ايضا من الأمثلة الأكثر حداثة مركبة
استطلاع المريخ المدارية، التي تستخدم الليزر لدراسة سطح المريخ، والمركبة
الاستطلاعية القمرية، التي تستخدم الليزر لرسم خريطة لسطح القمر.
تطبيقات الليزر العسكرية
هناك مجموعة متنوعة من تطبيقات الليزر العسكرية، بما في ذلك تعيين الهدف والتوجيه والتتبع والإجراءات المضادة وأسلحة الطاقة المباشرة وتحديد المدى.
يستخدم ليزر تحديد الهدف لتحديد
أهداف أنظمة التوجيه، مثل الصواريخ والقنابل, ويستخدم ليزر التتبع لتتبع
الأهداف المتحركة، مثل الطائرات أو الصواريخ, كما يتم استخدام الليزر الإجراءات
المضادة لتعمية أو إبهار أجهزة استشعار العدو، مثل الكاميرات الضوئية
وأجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء , وايضا تستخدم أسلحة الطاقة المباشرة أشعة
ليزر عالية الطاقة لتدمير الأهداف أو تدميرها وايضا يتم استخدام الليزر لتحديد
المدى لتحديد المسافة إلى الأهداف.
تطبيقات الليزر في الفيزياء
تشمل تطبيقات الليزر في الفيزياء https://www.brefphysique.com/2022/04/blog-post.html التحليل الطيفي بالليزر والضخ البصري وجراحة الليزر, حيث يستخدم التحليل الطيفي بالليزر لدراسة خصائص الذرات والجزيئات.
يمكن استخدام ضوء الليزر لإثارة الذرات أو الجزيئات إلى مستويات طاقة عالية، والتي يمكن أن تتحلل منها مرة أخرى إلى الحالة الأرضية، مما يؤدي إلى إصدار فوتون و يمكن الكشف عن الفوتونات المنبعثة وتحليلها لتحديد مستويات الطاقة للذرة أو الجزيء.
يستخدم الضخ البصري لإنشاء انعكاس سكاني، وهو أمر ضروري لعملية الليزر. يحدث الانقلاب السكاني عندما يكون هناك عدد أكبر من الذرات في حالة الإثارة أكثر من الحالة الأرضية. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تسليط ضوء الليزر على الذرات، والذي سيمتص الفوتونات ويتحمس لمستويات طاقة أعلى.
تطبيقات الليزر في طب الاسنان
أصبحت تطبيقات الليزر أكثر شيوعًا في مجال طب الأسنان بالخصوص حيث يمكن استخدام الليزر لأغراض متنوعة، مثل تبييض الأسنان وتحديد اللثة , في حين أن طب الأسنان بالليزر لا يزال يعتبر جديدًا إلى حد ما، إلا أنه يكتسب شعبية بسرعة بسبب فوائده العديدة.
أولاً، تميل إجراءات الليزر إلى أن تكون أقل توغلاً من إجراءات طب الأسنان التقليدية وهذا يعني أنه غالبًا ما يكون هناك ألم وانزعاج أقل بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تستغرق إجراءات الليزر وقت شفاء أقصر من الإجراءات التقليدية.
تطبيقات الليزر في الصناعة
تطبيق الليزر في الصناعة هو عملية يتم فيها استخدام شعاع ليزر قوي لأغراض صناعية مختلفة حيث كلمة "ليزر" هي اختصار لعبارة "تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع" يمكن أن يركز شعاع الليزر على بقعة صغيرة جدًا، مما يجعل من الممكن قطع أو حفر أو لحام المعادن أو المواد الأخرى بدقة كبيرة و يتم استخدام الليزر أيضًا لإنشاء أنماط أو تصميمات على الأسطح، ولقراءة المعلومات وكتابتها على الأقراص المضغوطة وأقراص DVD ووسائط التخزين الأخرى.
ختاما : تشمل تطبيقات الليزر ميادين وامثلة اخرى كحساب مساحة الاراضي والمسح الطبولوجي الى جانب التطبيقات المعروفة وعلى راسها الاتصالات يلعب فيها الليزر دور مهما ويشكل فيها نقلة في الاستخدام والتطبيق , عموما الليزر اصبح يعتبر احد اوجه القرن العشرين واساس النقلة التقنية للقرن الحالي .