Разница между лазером и светом
Главное отличие
Основное различие между лазером и светом состоит в том, что лазер называют когерентным, монохроматическим и сильно направленным светом, тогда как свет называют некогерентным и расходящимся из-за смеси электромагнитных волн, содержащих разные длины волн.
Лазер против света
Волны, возникшие из-за колебаний, возникающих между электрическим полем и магнитным полем, называются электромагнитными волнами. И лазер, и свет считаются электромагнитными волнами. По этой причине они движутся в вакууме со скоростью света. Тем не менее, лазерный свет обладает уникальными свойствами, которые невозможно увидеть в природе. Таким образом, считается, что он обладает очень важными свойствами.
Лазер и свет часто используются в физике и считаются двумя важными терминами этой научной дисциплины. Иногда мы принимаем лазер как форму света. Но на самом деле это световое усиление излучений, которые стимулируются во время их излучения. Обычно мы рассматриваем лазер и свет как бегущие фотоны. Оба они по-разному отличаются друг от друга.
Мы в основном различаем лазер и свет с точки зрения когерентности. Предлагается лазер с монохроматическим, когерентным и однонаправленным светом. Свет, присутствующий в обычных лампах накаливания, с другой стороны, излучает фотоны в зависимости от их пути распространения, длины волны и их поляризации. Лазер называется интенсивным светом, тогда как обычный свет не считается интенсивным светом.
Кроме того, принцип, на котором основан лазер, — это стимулированное излучение, при котором фотоны стимулируются, и они испускают фотоны, возвращаясь в свое исходное энергетическое состояние. Свет, с другой стороны, имеет направление движения и целый ряд энергий. Лазер — это тип электромагнитной волны, которая имеет очень специфический цвет. С другой стороны, свет считается типом электромагнитной волны, которая представляет собой сумму всех цветов.
Сравнительная таблица
| Лазерный | Свет |
| Электромагнитная волна, имеющая вынужденное излучение, называется лазерной. | Тип электромагнитной волны, которая имеет спонтанное излучение, называется светом. |
| Согласованность | |
| Лазер называют когерентной электромагнитной волной. | Свет называют некогерентной электромагнитной волной. |
| Монохроматический или полихроматический | |
| Лазер называют монохроматической электромагнитной волной. | Свет называют полихроматической электромагнитной волной. |
| Направленность | |
| Лазер считается сильно направленной электромагнитной волной. | Свет рассматривается как расходящаяся электромагнитная волна. |
| Диапазон частот | |
| Лазер участвует в покрытии очень узкого диапазона частот. | Свет участвует в покрытии широкого диапазона частот. |
| Фокусировка | |
| Поскольку лазер сильно направлен, мы можем сфокусировать его на очень четкой точке. | Поскольку свет расходится, мы не можем сфокусировать его на остром месте. |
| Цвет | |
| Лазер — это электромагнитная волна очень определенного цвета. | Свет — это электромагнитная волна, состоящая из суммы всех цветов. |
| Интенсивность | |
| Лазер называется интенсивным светом. | Обычный свет не считается интенсивным. |
| Приложения | |
| Глазная хирургия, металлорежущие станки, CD-плееры, термоядерные реакторы, лазерная печать, удаление татуировок, считыватели штрих-кодов, лазерное охлаждение, голография, оптоволоконная связь и т. Д. | Свет имеет применение при освещении небольшой площади. |
Что такое лазер ?
Термин «ЛАЗЕР» является аббревиатурой от «Усиление света за счет вынужденного излучения». В основном атомы остаются в основном состоянии, потому что это стабильное состояние. Тем не менее, существует также небольшой процент атомов, которые находятся в возбужденном или более высоком энергетическом состоянии. Это температура, от которой зависит процентное содержание атомов в более высоких энергетических состояниях. Число атомов, присутствующих на данном возбужденном энергетическом уровне, увеличивается с увеличением температуры.
Продолжительность жизни возбужденного состояния атомов очень коротка из-за их нестабильности. В результате возбужденные атомы выделяют свою избыточную энергию в виде фотонов и сразу же переводятся в свое основное состояние. Эти переходы не требуют внешнего воздействия и поэтому называются вероятностными переходами. Невозможно оценить время, когда возбужденный атом или молекула выходит из возбуждения. Процесс перехода и испускание фотонов случайны. Можно сказать, что излучение спонтанное, а излучение фотонов при переходах не в фазе (некогерентно).
Тем не менее, некоторые материалы содержат состояния с более высокой энергией и более длительным сроком службы. Эти энергетические состояния называются метастабильными состояниями. Следовательно, атомы или молекулы, находящиеся в этом состоянии, не возвращаются в свое основное состояние немедленно. Мы также можем перекачивать атомы или молекулы в их метастабильные состояния, подавая им энергию извне. Они долго остаются в метастабильном состоянии, не возвращаясь на землю. В результате мы можем значительно увеличить процент атомов в метастабильном состоянии, переведя больше атомов или молекул из основного состояния в метастабильное. Эта ситуация называется инверсией населенности, потому что она полностью противоположна нормальной ситуации.
Однако мы можем стимулировать атом к девозбуждению в метастабильном состоянии с помощью падающего фотона. Во время перехода высвобождается новый фотон. Если энергия падающего фотона в точности равна разнице энергии между основным состоянием и метастабильным состоянием, тогда частота нового фотона, энергия, фаза и направление будут такими же, как и у падающего фотона. фотон. Новый фотон сможет стимулировать другой возбужденный атом, если состояние инверсии населенности является материальной средой. В конечном итоге процесс превратится в цепную реакцию, которая будет отвечать за испускание потока идентичных фотонов.
Излучаемые фотоны бывают монохроматическими (одноцветными), когерентными (синфазными) и направленными. Мы назвали это действие основным действием лазера. Узкий частотный диапазон, когерентность и направленность являются некоторыми уникальными свойствами лазерного света и считаются ключевыми преимуществами, которые используются в лазерных приложениях. В зависимости от типа лазерной среды существуют различные типы лазеров, такие как газовые лазеры, лазеры на красителях, твердотельные лазеры и полупроводниковые лазеры. Мы используем лазеры во многих различных приложениях, и в настоящее время разрабатываются различные новые приложения.
Что такое свет ?
Люминесцентные лампы, лампы накаливания, которые также называют лампами накаливания с вольфрамовой нитью, и, в основном, солнечный свет, являются наиболее полезными источниками обычного света. Согласно теориям, мы узнали, что любой объект, имеющий температуру выше 0K (абсолютный ноль), излучает электромагнитное излучение. Это называется основной концепцией, которая используется в лампах накаливания. В лампе накаливания есть вольфрамовая нить.
Когда мы включаем лампочку, приложенная разность потенциалов позволяет электронам ускоряться. Как мы все знаем, вольфрам имеет высокое электрическое сопротивление, поэтому электроны сталкиваются с атомными ядрами на более коротких пространствах. Из-за столкновений электронов с атомными остовами они участвуют в передаче части своей энергии остовам атомов, поскольку импульс электронов изменяется из-за столкновения. В результате этой передачи энергии вольфрамовая нить нагревается.
Нагретая нить накала участвует в излучении электромагнитных волн, которые покрывают широкий диапазон частот и превращаются в черное тело. Он отвечает за излучение ИК, видимых волн, микроволн и т. Д. Но полезной частью этого спектра является его видимая часть. Солнце называют перегретым черным телом. По этой причине он участвует в излучении огромного количества энергии, которая находится в форме электромагнитных волн и отвечает за охват широкого диапазона частот от радиоволн до гамма-лучей. Предполагается, что любое нагретое тело, излучающее излучение, также испускает световые волны.
При заданной температуре закон смещения Вина дает длину волны, которая соответствует максимальной интенсивности черного тела. Согласно этому закону длина волны, соответствующая максимальной интенсивности, уменьшается с увеличением температуры. Считается, что длина волны, которая соответствует максимальной интенсивности объекта, попадает в ИК-диапазон при комнатной температуре. Тем не менее, мы можем отрегулировать длину волны, соответствующую максимальной интенсивности, увеличив температуру тела. Но излучение электромагнитных волн других частот не может быть остановлено. По этой причине такие волны не считаются монохроматическими.
Очевидно, что все обычные источники света относятся к расходящимся. Обычно мы можем сказать, что обычные источники света участвуют в случайном излучении электромагнитных волн во всех направлениях. Фазы испускаемых фотонов не имеют никакого отношения. Итак, это источники некогерентного света. Волны, излучаемые обычными источниками света, обычно считаются полихроматическими.
Ключевые отличия
- Тип электромагнитной волны, которая имеет вынужденное излучение, называется лазером, тогда как тип электромагнитной волны, которая имеет спонтанное излучение, называется светом.
- Лазер называют когерентной электромагнитной волной, потому что фотоны, испускаемые его источником, находятся в фазе, с другой стороны, свет упоминается как некогерентная электромагнитная волна, потому что фотоны, испускаемые его источником, находятся в противофазе.
- Лазер называют монохроматической электромагнитной волной. И наоборот, свет называют полихроматической электромагнитной волной.
- Лазер называют монохроматической электромагнитной волной; С другой стороны, свет называют полихроматической электромагнитной волной.
- Лазер рассматривается как сильно направленная электромагнитная волна; с другой стороны, свет рассматривается как расходящаяся электромагнитная волна.
- Лазер участвует в покрытии очень узкого диапазона частот, в то время как свет участвует в покрытии широкого диапазона частот.
- Поскольку лазер сильно направлен, мы можем сфокусировать его на очень остром месте, с другой стороны, поскольку свет расходится, мы не можем сфокусировать его на остром месте.
- Лазер — это электромагнитная волна, которая имеет очень специфический цвет, тогда как свет — это электромагнитная волна, которая включает в себя сумму всех цветов.
- Лазер называется интенсивным светом; С другой стороны, обычный свет не считается интенсивным.
- Лазер широко применяется в хирургии глаза, в металлорежущих станках, проигрывателях компакт-дисков, в термоядерных реакторах, лазерной печати, удалении татуировок, считывателях штрих-кодов, в лазерном охлаждении, голографии, в волоконно-оптической связи. и т. д., с другой стороны, свет используется для освещения небольшой площади.
Заключение
Все вышеизложенное приводит к выводу, что и лазер, и свет являются типами электромагнитных волн. Первая называется когерентной электромагнитной волной и имеет вынужденное излучение; с другой стороны, последняя называется некогерентной электромагнитной волной и имеет спонтанное излучение.