مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن الليزر وأنواعه وخصائصه

بواسطة: نشر في: 30 نوفمبر، 2023
مخزن

الليزر هو جهاز يتم استخدامه في تحفيز الذرات أو الجزيئات لإصدار شعاع ضيق من الضوء، حيث يغطي الإشعاع الصادر منه نطاق محدد من الأطوال الموجية المرئية أو الأشعة تحت الحمراء، أو الأشعة فوق البنفسجية، ويمكن توضيح بحث مفصل عن الليزر من خلال موقع مخزن.

بحث عن الليزر

يقوم الكثير من الطلاب بعمل البحث عن الليزر، وذلك نظرا لدخوله في العديد من التطبيقات المهمة مثل مجال الصناعة، ويمكن توضيح كافة المعلومات من خلال السطور الآتية:

  • يستخدم في عمليات اللحام والقطع للمواد الصلبة، كما يستخدم في المجال العسكري في سلاح الدفاع الجوي، كما يتم استخدامه أيضا في المجال الطبي في العمليات الجراحية الكبيرة مثل عمليات المخ وعمليات القلب إلى تتسبب في ترك آثار تشوه لطبقة الجلد فيتم الاستعانة بأجهزة الليزر في إزالة هذه الجروح.
  • يعرف الليزر أنه عبارة إشعاع كهرومغناطيسي يقوم بإرسال كميات متساوية من الضوء من حيث التردد والطور الموج.
  • تندمج تلك الكميات ومن ثم تصبح على هيئة نبضة ضوئية تتسم بالطالقة العالية وتكون متماسكة بشكل قوي.
  • يمتلك الليزر زاوية منفرجة، ويتم توليد الإشعاع عن طريق تحفيزه.
  • يستخدم الليزر في مجالات عدة مثل، قياس المسافات الصغيرة والكبيرة ويمتاز بامتلاكه لقدر عالي من الطاقة.
  • يتم استخدام الليزر في العمليات الجراحية، كما يتم استخدامه أيضا في القطع الصناعي وذلك بسبب قدرته على توليد الحرارة.

أنواع الليزر

توجد العديد من الأنواع المختلفة والمتنوعة لليزر، ويمكن التعرف على أشهرها من خلال الجدول الآتي:

الليزر الغازيهو جهاز ليزر يمر فيه تيار كهربي خلال غاز مثل ثاني أكسيد الكربون أو الهيليوم لتوليد الضوء، ويعتبر ليزر ثاني أكسيد الكربون هو أشهر أنواع الليزر الغازي، ولكن توجد أنواع أخرى مثل: ليزر الهيليوم، والنيون، وليزر الأرجون، وليزر الكريبتون، وليزر الإكسيمر.
ويستخدم الليزر الغازي في العديد من التطبيقات مثل التحليل الطيفي، والتصوير المجسم، والجراحة، ومعالجة المواد، ومسح الباركود.
الليزر السائل وهي صبغة عضوية في شكل سائل، ويتميز الليزر السائل الذي يعرف أيضًا باسم الليزر الصبغي بالقدرة على توليد نطاق واسع من الأطوال الموجية، ممّا يجعله قابلًا للضبط والتحكم في طوله الموجي بسهولة أثناء استخدامه، ويستخدم في فصل النظائر، وإزالة الوحمات، والتحليل الطيفي، والطب
الليزر شبه الموصل يدخل في تركيبه الدايود (بالإنجليزية: diode) الذي يعمل على تضخيم الفوتونات المتولدة وتحويل التيار الكهربائي إلى أشعة الليزر، ويستخدم الليزر شبه الموصل في قراءة الباركود، وطابعات الليزر، والماسحات الضوئية.
ألياف الليزر وهو نوع خاص من أنواع ليزر الحالة الصلبة، ويدخل في تركيبه ألياف بصرية من زجاج السليكا وعنصر أرضي نادر مثل الإيتربيوم.
ويتميز هذا النوع بأنّ شعاعه أكثر استقامة وأصغر مما يجعله أكثر دقة، بالإضافة لانخفاض تكلفة صيانته وتشغيله مقارنة بالأنواع الأخرى، ومن أشهر أنواعه: ليزر الإيتربيوم، ويدخل ليزر الألياف في العديد من التطبيقات، مثل التنظيف، والقطع، واللحام، والنقش، والأسلحة، والطب.
الليزر الصلبوهو جهاز يدخل في تركيبه بلورات أو زجاج ممزوجة بعنصر أرضي نادر مثل النيوديميوم، أو الكروم، أو الإربيوم، أو الثوليوم، أو الإيتربيوم.
ويعد ليزر الياقوت هو أشهر أنواعه؛ لأنه أول ليزر صُنّع من بين كل الأنواع الأخرى، ويدخل الليزر الصلب في العديد من التطبيقات مثل: إزالة الوشم والشعر، واستئصال الأنسجة، وتفتيت حصوات الكلى.
الليزر الكيميائييتم إنتاج الأشعة الليزرية بالاعتماد على التفاعلات الكيميائية
ليزر الأشعة تحت الحمراء تظهر هذه الأشعة على هيئة طيف ذات نبضة قصيرة المدى

خصائص أشعة الليزر

توجد لأشعة الليزر العديد من الخصائص المختلفة والمتنوعة والتي تميزه عن غيره، ويمكن التعرف على تلك الخصائص وتوضيحها لك من خلال ما يلي:

التماسك حيث تنتقل الإلكترونات في مصادر الضوء التقليدية بشكل طبيعي بمرور الوقت، وتتميز بأنّ لها طاقات، وترددات، وأطوال موجية مختلفة.
بينما في حالة الليزر، تنتقل الإلكترونات في وقت محدد وبشكل موحد عن طريق عملية صناعية تنبعث فيها أشعة الليزر بطاقات، وترددات، وأطوال موجية واحدة.
الاتجاهية تنتقل جميع الفوتونات في الليزر في نفس الاتجاه لذلك يكون ضوء الليزر مُركزًا في اتجاه واحد فقط، كما أنّ عرض شعاع الليزر ضيق أي بإمكانه قطع مسافات طويلة من دون أن تتشتت طاقته أو يغير من اتجاهه.
أحادية اللون تمتلك الفوتونات المنبعثة من الضوء العادي أطوالًا موجية مختلفة وبالتالي تمتلك ألوانًا مختلفة، بينما في الليزر تمتلك جميع الفوتونات طولًا موجيًا واحدًا مما يجعلها أحادية اللون.
شدة عالية تمتاز أشعة الليزر بأنّ لها شدة عالية تفوق شدة الضوء العادي بآلاف المرات نتيجة لأنّ أشعة الليزر تتدفق في اتجاه واحد فقط بينما أشعة الضوء العادي تنتشر في اتجاهات مختلفة.

أستخدامات الليزر

يتم استخدام أشعة الليزر في العديد من الاستخدامات المختلفة والمتنوعة، ويمكن التعرف عليها من خلال ما يلي:

  • يستخدم الليزر في المجال الطبي في العمليات الجراحية مثل، المخ والقلب.
  • يستخدم الليزر في علاج أمراض العيون مثل، اعتلال الشبكية لدى مرضى السكري، ومرض ثقوب الشبكية، اعتلال النظر، يتم التخلص من الأورام التي تنشأ داخل العيون.
  • يمكن العمل على استخدام الليزر كأداة تجميلية لإزالة الشعر.
  • يمكن أن يستخدم في فصل الألواح الصلبة، كما يستخدم أيضا في تقطيع تلك الألواح.
  • يتم استخدام الليزر في صناعة الإلكترونيات.
  • يستخدم الليزر كأداة فعالة لقياس المسافات؛ لأنه يعطي نتائج دقيقة للغاية.

مكونات أجهزة الليزر

تتكون أجهزة الليزر من العديد من الأجهزة المختلفة والتي تختلف في الاستخدام عن بعضها البعض، ويمكن التعرف على ذلك من خلال ما يلي:

  • محدد الضوء: يعمل محدد الضوء على تحديد الطريق لشعاع الليزر، ومن ثم يتم توجيهه في الوجهة الصحيحة، ويرافق هيليوم نيون يحصل على اللون الخاص به، يقع ضوء الهيليوم في نفس المكان المخصص لضوء الليزر.
  • محتويات جهاز الليزر: يحوي جهاز الليزر أنبوب ومجموعة من المرايات التي تساعدهم في عكس شعاع الليزر، ويتم تكوين ضوء الليزر عن طريق الفوتونات تلك التي تمر داخل الأنبوب، كلما زادت عدد الذرات المكونة للفوتونات كلما زادت قوة الضوء الصادرة من الليزر، ويتم توجيه الليزر إلى المناطق المراد رؤيتها.
  • مصدر الضوء: يعد الضوء هو المصدر الأساسي الذي يختص بالطاقة، يتم إنتاج الضوء عن طريق البطاريات، يستخدم تلك الضوء في الفلاش الموجود في السيارات.

أضرار أشعة الليزر

بالرغم من وجود العديد من الاستخدامات الجيدة التي يستخدم الليزر بها إلا أنه يمكن أن ينتج عنه العديد من الأضرار المتنوعة ومنها:

  • الصعقة الكهربائية: تتسبب الصعقة الكهربائية في وفاة العديد من الأشخاص الذين يتعرضون لأجهزة الليزر، وتأتي الصعقة نتيجة للأشعة عالية التردد.
  • خطر الاشتعال والانفجار: يكون جهاز الليزر قابل للاشتعال والانفجار بشكل كبير، حيث تكون قابلة لإشعال المذيبات القابلة للاشتعال.
  • تلوث الهواء: يتم تلوث الهواء في حالة وصول إشعاع الليزر إلى أكثر من 1000 واط، وينتج عن الليزر أشعة سامة، ويكون الليزر ذات الدرجة عالية التسمم في الأشعة هو ليزر الفلوريد، ومن الجدير بالذكر استخدام قفازات والحفاظ على التهوية وارتداء ألبسه واقية وذلك تفاديا في إلحاق أي ضرر بالعين أو الجلد.
  • إصابة العين: وذلك في حالة تركيز شعاع طاقة ضيق مقداره 1 مللي واط على شبكية العين، وينتج عن ذلك سخونة في الشبكية التي تحتوي على صبغة، وتعتمد الإصابة في ذلك على قوة الإشعاع الصادر من جهاز الليزر.
  • إصابة الجلد: يتسبب الليزر في حدوث حروق بالغة في الجسم في حالة كانت أشعة الليزر تزيد عن عشر ميكرو في الثانية الواحدة، وتكون درجة الإصابة بحسب درجة امتصاص الجلد لليزر وكم من الوقت التي تستغرقها الجلد في التعرض لليزر، كم يستغرق الليزر في الأوعية الدموية، ومن الممكن أن تصل الإصابة إلى تلف الأنسجة، وتظهر أعراض إصابة الجلد في ظهور احمرار وتقرحات بمنطقة الجلد، ومن الممكن أت تصل مضاعفات الإصابة بسرطان الجلد.
بحث عن الليزر

جديد المواضيع