Název školy
Obchodní akademie, Vyšší odborná škola a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Uherské Hradiště
Název DUMu
LASER
Autor Datum
Mgr. Emilie Kubíčková 16. 2. 2014
Stupeň a typ vzdělávání Odvětví / Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematická oblast Druh učebního materiálu Cílová skupina Anotace a popis způsobu použití ve výuce
Střední odborné vzdělávání -- dle RVP.cz --- Obchodní akademie / Informační technologie -Základy přírodních věd Výukový materiál Žák, 15 – 19 let Výukový materiál je určen k frontální prezentaci učitelem, případně jako materiál pro samostudium. Prezentace poukazuje na využití laseru v praxi. Žáci se aktivně zapojují, využívají poznatků získaných v hodinách chemie, pomocí internetu se seznamují s bezpečnostními riziky při práci s laserem.
Vybavení, pomůcky Klíčová slova
Počítače (připojení k internetu) Stimulovaná emise záření, laser
Číslo projektu Název šablony
CZ.1.07/1.5.00/34.0534 III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
ZLÍNSKÝ KRAJ
ÚVOD Prezentace má poukázat na široké spektrum využití laseru v praxi a na bezpečnostní rizika při práci s výkonnými lasery.
První Maimanův laser [Obrázek č. 1]
LASER Akronym z anglického Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, tj. zesilování světla stimulovanou emisí záření. Světlo z laseru je vyzařované ve formě úzkého paprsku, na rozdíl od světla z přirozených zdrojů je koherentní (vlnění o stejné frekvenci, stejného směru kmitání a stejné fázi nebo fázovém rozdílu) a monochromatické (jednobarevné). Činnost laseru je založena na principu stimulované emise, kterou teoreticky předpověděl již v roce 1917 Albert Einstein. První laser vyvinul americký fyzik Theodore Harold Maiman v roce 1960 (viz. obrázek na úvodním snímku). Již o rok později byl tento laser použit k připojení sítnice v oku.
Základní stav atomu – stav s nejnižší energií. Excitovaný stav – atomu je dodána energie, jeden nebo více valenčních elektronů přechází do vyšší energetické hladiny. Střední doba trvání excitovaného stavu je velmi krátká (asi 10 s) → dochází ke spontánní emisi (samovolné vyzáření fotonu). Metastabilní stav (asi 10 s) –delší doba trvání excitovaného stavu, může probíhat stimulovaná emise. Stimulovaná emise – nastává, když na atom v metastabilním stavu dopadne foton. Při dopadu tohoto stimulujícího fotonu přejde atom do nižšího energetického stavu a přitom vyzáří další foton. Tyto fotony spouští stimulovanou emisi ostatních atomů, které jsou v metastabilním stavu. Vlivem této řetězové reakce se velmi rychle vytváří svazek koherentního laserového záření.
HELIUM NEONOVÝ LASER
[Obrázek č. 2]
[Obrázek č. 3]
Zdrojem energie je výbojka připojená ke zdroji stejnosměrného napětí, která je naplněná heliem a neonem. Valenční elektrony helia přechází ze základního stavu do metastabilního. Při srážce s atomy neonu jim předají energii a ty přechází ze základního stavu do energetického stavu . Při sestupu elektronu na energetickou hladinu dojde k emisi fotonu a ten spouští stimulovanou emisi fotonů ostatních atomů neonu, které jsou v metastabilním stavu. Vytváří se svazek laserového záření.
TYPY LASERŮ Aktivním prostředím jsou: Plyny – např. helium-neonový, argonový, kryptonový laser a další. Látky pevného skupenství - rubínový laser, polovodičové lasery atd. Kapaliny např. benzen Každý z laserů nachází uplatnění v jiné oblasti lidské činnosti.
POLOVODIČOVÉ LASERY Aktivní prostředí
Spektrální oblast
Příklady použití
GaAs
červená, infračervená
GaAlAs
červená
telekomunikace, přehrávače CD, displeje
AlGaInP
červená
přehrávače DVD
GaN
modrá
Blu-ray disky
InGaAlP
červená
lékařství
laserová ukazovátka laserová tiskárna
ÚKOL
1. Zjistěte, do kolika bezpečnostních tříd jsou lasery rozděleny a jaká rizika představují. 2. Vyhledejte bezpečnostní symbol laseru.
POUŽITÉ ZDROJE 1)
www stránky, elektronické zdroje
Laser – Wikipedie.[cit.2014-02-16].Text je dostupný pod licencí Creative Commons na ww: http://cs.wikipedia.org/wiki/Laser
Techmania-Edutorium-Exponáty. [cit.2014-02-16].Text je dostupný pod licencí Creative Commons na ww: http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=41746f6d6f76e12066797a696b61h&key=109
2 Obrazový materiál
Obrázek č. 1 a obrázek č. 2 Techmania-Edutorium-Exponáty.cit.[2014-02-16].Dostupné pod licencí Creative Commons na ww: http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=41746f6d6f76e12066797a696b61h&key=1093
Obrázek č. 3 File:Laser DSC 09088,JPG – Wikimedia Commons.[2014-02-16]. Dostupný pod licencí Creative Commons na ww: http://cs.wikipedia.org/wiki/Laser
