مزايا الهوت الليزر
خصائص اشعة الليزر
وبما ان اشعة الليزر عبارة عن اشعة ضوئية مركزة ، فانها تخضع لقوانين الضوء من حيث: الانعكاس، و الانكسار، و الانحراف بواسطة المرايا و العدسات و المناشير الزجاجية . و ربما تمكن الفنانون من استعمال اشعة الليزر فتشكيل صور جميلة باستعمال العدسات و المرايا و الالياف البصرية Fiber Optics، و هذا من اثناء انعكاس و انكسار اشعة الليزر المتوهجة ، و تحويلها الي نماذج ضوئية مبهرة .
وقد تكون اشعة الليزر علي شكل نبضات pulses، او موجات مستمرة continuous waves. فالليزر النبضd يصدر اشعتة علي شكل سلسلة من نبضات الضوء البالغة القصر. و تصدر هذة النبضات فقط عندما يصبح الوسط الفعال فاعلي حالات الاثارة . و بعض نوعيات اجهزة الليزر تصدر اشعتها بمعدل نبضة و احدة جميع عدة دقائق. و هنالك نوعيات من الليزر، كليزر ثاني اكسيد الكربون، ممكن ان تكون موجاتة نبضية او مستمرة . و اهم الخصائص التي تتميز فيها اشعة الليزر عن الاشعة الضوئية هي:
ا. النقاء الطيفي
فشعاع الليزر حزمة ضوئية غاية فالنقاء من ناحية الطول الموجي. فاشعة الضوء المنبعثة من المصادر الضوئية العادية ، كمصباح الصوديوم او الزئبق، و هى ما تستعمل فالانارة ، هذة الاشعة علي الرغم من و صفها بانها و حيدة الطول الموجي، الا انها فالواقع تحتوي علي اطوال موجية اخري حول الطول الموجى الرئيس، (انظر الشكل الرقم 8).
ومعني ذلك ان الاتساع الطيفى لشعاع الليزر ضئيل للغاية ، مقارنة بالمصادر العادية للضوء، و لهذا فانة غاية فالنقاء من ناحية الطول الموجى او التردد.
ب. شدة الشعاع
وتقاس شدة اشعة الليزر بنفس و حدات قياس القدرة الكهربية ، و هى ال “وات” wat. و تتراوح هذة الشدة بين عدة و اتات، و الاف الملايين من الواتات. و تعد اشعة الليزر النبضية اقوي نوعيات الليزر؛ لان طاقتها مركزة فشكل نبضات سريعة ، و ممكن لاشعة الليزر المستمرة ان تنتج نفس كمية الطاقة كالاشعة النبضية ، و لكن هذا يستغرق و قتا طويلا.
وتستخدم اشعة الليزر القوية فالاغراض الصناعية ، كتثقيب و قطع المعادن، بينما تستعمل الاشعة الضعيفة لتشغيل الاقراص البصرية التي تسجل عليها الموسيقى. اما الاشعة متوسطة القوة فتستخدم فالاغراض الطبية .
ويتميز شعاع الليزر بانة شعاع قوي، فالشعاع الذي شدتة 5-10 كيلووات قادر علي اختراق المعادن و ثقبها حتي عمق 20 مم. و تصل قدرة بعض اجهزة الليزر النبضى الي 5-10 ميجاوات. و يستطيع شعاع ليزر لا تزيد شدتة علي و ات و احد، و يستعمل فالاتصالات، ان يحقق مدي اتصال يصل الي 500 كم.
ج. تركيز الاشعة
شعاع الليزر عبارة عن حزمة ضوئية ، رفيعة جدا، اذ ان زاوية انفراجها صغار جدا، و تسير هذة الاشعة فخطوط مستقيمة ، اقرب ما تكون الي التوازي، و يصاحب عدم انفراج الاشعة بريق شديد، ضار بالعين اذا ما استقبلتة مباشرة ، بينما مصادر الضوء الاخري تشع ضوءها فجميع الاتجاهات. و ذلك يعني ان حزمة الليزر لا تفقد شدتها الا ببطء شديد، فاذا ارسلت اشعة فاتجاة القمر، علي بعد 400 الف كيلومتر من سطح الارض تقريبا، و كانت بالشدة الضوئية الكافية ، فانها تفرش علي سطح القمر بقعة مضاءة لا يزيد قطرها علي كيلومتر و احد، فحين انه اذا ارسل الضوء العادى و وصل، فرضا، الي سطح القمر، فان قطر البقعة المضاءة يصل الي 4376 كيلومتر تقريبا.
وتستطيع اشعة الليزر ان تكثف طاقة تسافر الي مسافات كبار ، كما تبين فعام 1969 عندما ارسل العلماء شعاعا من الليزر ليرتد من فوق عاكسات و ضعها رواد الفضاء الامريكيين فبرنامج “ابوللو” علي سطح القمر،
وتلقوا اشارة مرتدة علي الارض، و هو امر نادر الاحتمال باستعمال مصادر الضوء العادية .
د. ترابط و تماسك فوتونات الاشعة
من الخصائص المهمة لاشعة الليزر ترابط و تماسك الفوتونات المكونة لها. و الاشعة الضوئية تصدر عن اثارة العناصر، و تنبعث منها فوتونات لها طول موجى و احد، يحددة منسوبا طاقة الذرة التي انتقلت بينها هذة الفوتونات. و ملايين هذة الانتقالات، التي تحدث فملايين الذرات المثارة ، ينبعث عنها ملايين الفوتونات، و تخرج للعين المجردة اشعة ضوئية ، و يلاحظ هنا عدم و جود رابطة بين الفوتونات المنبعثة . و ممكن تشبية الاشعة العادية باصوات منطلقة من ملايين المصادر المتماثلة ، و لها التردد نفسه، و لكنها لا تصدر فو قت و احد، و بهذا فانها تسمع من بعد و كانها ضجيج، فحين انه اذا انطلقت هذة الاصوات فالوقت نفسه، فانها تصبح حادة ، شديدة الاثر.
ه. احادية اللون
يصبح الضوء الناتج من الليزر احادى اللون monochromatic، بينما الضوء الابيض الناتج من الشمس يتكون من الوان الطيف المرئية . و يوجد حاليا نوعيات من الليزر تنتج كل الالوان الطيفية ، المرئية منها و غير المرئية ، كالاشعة تحت الحمراء، و فوق البنفسجية .
6. خطورة الليزر علي العين
ان اقصي شدة اضاءة تتحملها عين الانسان دون ان تصاب باضرار تبلغ حوالى 5 ميكروجول علي السنتيمتر المربع. و لما كانت الطاقة التي تتعرض لها عين الانسان تقل كلما ابتعد عن مصدر اشعة الليزر، فان مسافة الامان هى اقل مسافة بين العين و جهاز الليزر، بحيث اذا تعرضت العين لنبضة ليزر مباشرة فلا تصاب بضرر. و تختلف هذة المسافة حسب العوامل التالية :
ا.
حالة الجو.
ب.
اجهزة التكبير الضوئية المستخدمة فاجهزة الرؤية .
ج.
الانعاكواب الضارة .
د.
درجة تركيز شعاع الليزر.
ه.
نوع ما دة الليزر.
و.
نوع شعاع الليزر، نبضى او مستمر.
ولتوضيح خطورة الليزر، فان مقدرات المسافة التي تستعمل الياج لها قدرة اكبر من 1ميجاووات، و من ثم، فان اقل مسافة للتعرض المباشر لمصدر ليزر الياج تكون حوالى 500متر، بينما مقدرات المسافة التي تستعمل ليزر ثاني اكسيد الكربون تصل مسافة الامان بالنسبة لها الي حوالى 2 3 سنتيمترات. اي انها فالواقع ما مونة تماما.
