Волна де Бройля. Волновая функция и её физический смысл по М.Борну

Begin

Image1.Picture.LoadFromFile(‘c:\picture1.bmp’);

Image2.Picture.LoadFromFile(‘c:\picture2.jpg’);

end;

  Должен быть подключен модуль JPEG. Файлы изображений должны находиться в указанном в строке выбора месте. Это BiyMap. А это Jpeg.

12.9. Битовый образ	12.18
12.9.1. Основы
Это область памяти для хранения картинок в стандарте BitMap. Содержимое области может прямо выводиться в форму или (лучше) в компоненту Image. Битовый образ может загрузиться дисковым файлом только один раз для его многократного использования. Это ускоряет работу приложения. Для работы с битовым образом нужно: § В разделе var объявить переменную (например, MyBitMap) типа BitMap. § Создать объект типа BitMap, используя код MyBitMap:=TBitMap.Create. § Загрузить в него файл с расширением.bmp, используя код MyBitMap.LoadFromFile(‘файл’); § Использовать этот файл для вывода картинок.	Под него выделяется память. Она заполняется данными.

12.9.2. Пример

12.19

unit aplanes_; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs; type TForm1 = class(TForm) procedure FormPaint(Sender: TObject); private { Private declarations } public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; sky, aplane: TBitMap; // битовые образы implementation {$R *.DFM} procedure TForm1.FormPaint(Sender: TObject); begin // создать битовые образы sky:= TBitMap.Create; aplane:= TBitMap.Create; // загрузить картинки sky.LoadFromFile('sky.bmp'); aplane.LoadFromFile('aplane.bmp'); // рисовать картинки Form1.Canvas.Draw(0,0,sky); // фон - небо Form1.Canvas.Draw(20,20,aplane); // сам_1 aplane.Transparent:=True; // прозрачен Form1.Canvas.Draw(120,20,aplane); // сам_2 // освободить память sky.free; aplane.free; end; end.

Проект - картинка с двумя самолетами на фоне неба. Левый самолет, для фона непрозрачен. Правый самолет, для фона прозрачен. Небо. Самолет. Файлы должны быть доступны. Результат: Теперь битовый образ самолета прозрачен. Точки с цветом, как у левого нижнего пикселя.

12.10. Анимация	12.20
Это рисунок с движением или изменением. Для создания анимации нужно: § Вывести рисунок на экран. § Затем стереть его. § Вывести рисунок на экран в другой позиции. Для получения ощущения движения нужно подобрать расстояние и временной интервал между отрисовками. Для работы нужны битовые образы: § Фона. § Движущегося объекта. § Буфера для хранения копии фона, заслоняемого движущимся объектом. Для задания временных интервалов нужно в приложении использовать компонент Timer, который находится на вкладке System. Это не визуальный компонент, поэтому его можно разместить в любом месте формы.
Пример	12.21
unit prg_14_3_; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, Buttons; type TForm1 = class(TForm) Timer1: TTimer; Image1: TImage; procedure FormActivate(Sender: TObject); procedure Timer1Timer(Sender: TObject); procedure FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction); private { Private declarations } public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; implementation {$R *.DFM} var Back, Bitmap, Buf: TBitMap; BackRct: TRect; BufRct: Trect; x,y:integer; W,H: integer; procedure TForm1.FormActivate(Sender: TObject); begin // создать три объекта - битовых образа Back:= TBitmap.Create; Bitmap:= TBitmap.Create; Buf:= TBitmap.Create; Back.LoadFromFile(‘factory.bmp’); Form1.Image1.canvas.Draw(0,0,Back); Bitmap.LoadFromFile('aplane.bmp'); Bitmap.Transparent:= True; Bitmap.TransParentColor:= Bitmap.canvas.pixels[1,1]; // создать буфер для копии области фона W:= Bitmap.Width; H:= Bitmap.Height; Buf.Width:= W; Buf.Height:=H; Buf.Palette:=Back.Palette; Buf.Canvas.CopyMode:=cmSrcCopy; // область буфера для восстановления BufRct:=Bounds(0,0,W,H); // начальное положение картинки x:= -W; y:= 20; // сохраняем область фона BackRct:=Bounds(x,y,W,H); Buf.Canvas.CopyRect(BufRct,Back. Canvas,BackRct); end;	Проект - картинка с самолетом, движущимся слева направо на фоне фабрики. Форма приложения содержит компоненты: § Image1 - изображение. § Timer1 - таймер. // фон, картинка, буфер // область фона, восстановлена из буфера // область буфера для фона // текущее положение картинки // размеры картинки 12.22 // фон // картинка // буфер // загрузить и вывести фон // загрузить картинку, которая движется // определим «прозрачный» цвет // Для соответствия палитр!!

// обработка сигнала таймера procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject); begin Form1.image1.canvas.Draw(x,y,Buf); x:=x+2; if x>form1.Image1.Width then x:=-W; // сохраняем область фона BackRct:=Bounds(x,y,W,H); Buf.Canvas.CopyRect(BufRct, Back.Canvas,BackRct); // выведем рисунок Form1.image1.canvas.Draw(x,y,bitmap); end; // завершение работы программы procedure TForm1.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction); begin // освободим память для битовых образов Back.Free; Bitmap.Free; Buf.Free; end; end.

12.23 // восстановлением фона удалим рисунок

12.10.2. Утилита Image Editor

12.24

Она доступна по команде Сервис=>Image Editor. В редакторе можно создавать и сохранять: Файл Команда Иконка File=>New=>Icon File (.ico) Курсор File=>New=>Cursor File(.cur) Битовое изображение File=>New=> BitMap File (.bmp) Ресурсов File=>New=> Resource File (.res) Ресурсов компонент File=>New=>Component Resource File (.dcr) Существующие файлы этих типов в редакторе можно корректировать. При создании нового или открытии существующего файла вызывается окно редактирования Оно выглядит как в обычном графическом редакторе, но доступные инструменты определяются автоматически типом файла. Например, при открытии файла factory.bmp окно редактирования имеет вид:

12.11. Использование файла ресурсов	12.25
12.11.1. Введение
Для того чтобы работающее приложение не требовало внешних файлов с картинками, можно битовые образы загрузить как ресурсы в исполняемый файл (.exe файл). Порядок действий: 1. Создать файл ресурсов. 2. Занести битовые образы в файл ресурсов. 3. Подключить файл ресурсов к программе. Для создания файла ресурсов используется утилита Image Editor (Редактор изображения).
12.11.2. Создание файла ресурсов
Файл ресурсов может содержать картинки разного типа. Файл имеет иерархически организованное оглавление, которое заполняется по мере включения в файл новых картинок При создании файла формируется окно содержания. Новый файл можно сохранить с расширением.res с использованием стандартного файл-менеджера.

12.11.3. Наполнение файла ресурсов

12.26

Для добавления ресурса в файл нужно: § Командой Resource=>New вызвать список доступных ресурсов (BitMap, Icon, Cursor). § Из списка выбирается нужный ресурс. Если это курсор, то он заносится в оглавление файла. Если это Icon или BitMap, то вызывается окно свойств, в котором выбираются подходящие значения. § Создается ресурс с именем по умолчанию CursorN, IconN, BitMapN. Имя ресурса можно изменить командой Resource=>Rename. § В файл ресурсов можно включить множество составляющих. Итоговое оглавление ниже:

Для выделенного в оглавлении ресурса командой Resource=>Edit можно вызвать окно его редактирования. Пример окна редактирования для ресурса BitMap ниже.

12.11.4. Подключение файла ресурсов

12.27

Осуществляется директивой компилятору, которая предписывает ему при компоновке включить в exe-файл указанный файл ресурсов. Формат директивы {$R <имя файла ресурса>} После этого файл ресурсов известен с программе под системным именем HInstance. Загрузить картинку из подключенного файла ресурсов в переменную типа TBitMap можно с помощью метода LoadFromResourceName, который имеет два формальных параметра: § HInstance, § Имя ресурса.. Пример Пусть для работы с программой 14_3_ был создан файл ресурсов images.res, содержащий два BitMap образа с именами: § factory - из файла factory.bmp, § aplane - из файла aplane.bmp. Тогда в коде модуля формы перед интерфейсной частью нужно ввести директиву {$R images.res}, а в разделе implementation вместо команд Back.LoadFromFile(‘factory.bmp’); BitMap.LoadFromFile('aplane.bmp'); применить команды Back.LoadFromResourceName (HInstance,’factory’); Bitmap.LoadFromResourceName (HInstance,’aplane’);

Соотношение неопределенностей

Двойственная корпускулярно-волновая природа микрочастиц определяет еще одно необычное, с точки зрения классических представлений, свойство микрообъектов — невозможно одновременно точно определить координату и импульс частицы. В самом деле, поскольку каждой частице соответствует волновой процесс, то неопределенность «местоположения» частицы порядка длины волны де Бройля ~ l, и классическое понятие траектории теряет смысл. Для макроскопических объектов длины волн де Бройля исчезающе малы, поэтому для них применимо понятие траектории движения. В общем случае это свойство микрообъектов характеризует соотношение неопределенностей Гейзенберга. Микрочастица не может иметь одновременно определенную координату x (a также – у, z) и определенную соответствующую проекцию импульса причём неопределенности этих величин удовлетворяют такого рода неравенству: или Т.е., произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не м-т быть меньше величины порядка

Ø Соотношение неопределенностей проявляется в дифракции частиц. Пусть поток частиц движется вдоль оси 0 у с импульсом p. Допрохождения частицы через щель составляющая ее импульса р _х=0, так что Δ р _х=0, а координата x является совершенно неопределенной. В моментпрохождения частицы через щель неопределенность координаты x частицы становится равной ширине щели Δ x ( рис .7). Вследствие дифракции частицы будут двигаться в пределах угла 2 j, где j — угол, соответствующий 1-му дифракционному минимуму. Таким образом, неопределенность в значении составляющей вдоль оси Но выражение есть условие 1-го дифракционного минимума, так что Поск-ку в пределы 1-го дифракционного минимума попадают не все частицы (хотя и основная их часть), то следует записать, что для всех частиц неопределенности м-т быть связаны соотношением

Ø Соотношение неопределенностей — квантовое ограничение применимости классической механики к микрообъектам. Для микрочастицы не существует состояний, в которых ее координаты и соответствующие им проекции импульса имели бы одновременно точные значения. Для неопределенности энергии Δ E некоторого состояния системы и промежутка времени Δ t, в течение которого это состояние существует, также выполняется соотношение неопределенностей: Следовательно, система, имеющая среднее время жизни не м-т быть охарактеризована определенным значением энергии; разброс энергии возрастает с уменьшением времени жизни системы и частота излученного фотона также должна иметь неопределенность т.е. спектральные линии д-ны иметь конечную ширину

Волновая функция.

По предположению Л. де Бройля, электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают волновыми свойствами, так же как свету присущи одновременно свойства частицы (корпускулы) и волны.Каждый такой микрообъект имеет как корпускулярные характеристики — энергия E и импульс p, так и волновые параметры ¾ частота w и длина волны l. Соотношение между корпускулярными и волновыми характеристиками микрочастиц вещества такие же, как для фотонов ¾и

В соответствии с гипотезой де Бройля свободное движение микрочастицы с энергией Е и импульсом р должно описываться плоской волной:

эта функция использовалась для описания световых волн. График ВФ (*) представляет собой периодич. функцию на всей плоскости x 0 t. Со другойстороны, само понятие частицы, естественно, ассоциируется с объектом, имеющим конечные размеры в пространстве. И, следоват-но, все основные физич. параметры её должны быть локализованы, а не быть «размазанными» по пространству. Электрон в свободном движении описывается ВФ (*).

Ø Идеализация электрона как волны по де Бройлю, однако, несостоятельна, поск-ку не м-т соответствовать представлению о частице как локализованном объекте. Уже упоминалось, что при объяснении поведения микрообъектов д-но учитываться соотношение неопределенностей Гейзенберга, им отражена противоречивость использования модели одновременного представления микрообъекта частицей и волной. Чем точнее м-т быть измерен импульс частицы, тем бόльшая неопределенность (или ошибка) возможна в этот момент при определении её координаты. Волновое представление микрочастицы типа (*) при изучении их динамики, тем не менее, состоятельным (его вынуждены использовать).

Ø Поэтому с микрообъектом в качестве математического образа, к-рый способен дать информацию о его состоянии (координатах, импульсе, м-те импульса, энергии) в механике микрообъектов, именуемой квантовой механикой (КМ), связывают особую функцию, называемую волновой (ВФ — y-функцией).

Исходные правила, устанавливаемые КМ в отношении ВФ как функции состояния квантовой системы (отдельной частицы, ч-цы в силовом поле, системы из неск-ких взаимодействующих микроч-ц и т.п.), таковы.

«Следуя де Бройлю, утверждается, что чacтице, свободно движущейся в пространстве, соответствует плоская волна:

где радиус-вектор микрочастицы.

«Это представление её движения как нек-рой волны обобщают на случай, когда частица совершает движение в силовом поле, характеризуемом потенциальной функцией U (r,t).Тогда состояние квантовой системы описывается, однако, нек-рой более сложной комплексной ф-цией — ВФ По интерпретации сущности ВФ, данной М.Борном, физич. смысл ВФ для ψ должен иметь статистическое толкование — по ВФ определяется вероятность обнаружения микрообъекта в координатном пространстве и эта вероятность пропорциональна квадрату модуля ψ. Утверждается, т.о., что значение | ψ (x,y,z,t) |²× dV пропорционально вероятности обнаружить частицу в элементар. объёме dV, включающим точку x,y,z.

«Непосредственно же | ψ (x,y,z,t) |² есть плотность вероятности найти частицу в нек-рой точке пространства (т.е. если, например, ВФ удалось найти в виде нек-рой формулы ψ = f (x,y,z,t), то величиной w _a=| f (x _a,y _a,z _a,t) |² определена вероятность найти частицу в точке x _a,y _a,z _a в момент времени t). Условия, налагаемые на ВФ y (x,y,z,t) при этом следующие: а) однозначна, б) конечна, в) непрерывна, г) непрерывна по 1- ым производным от координат, если отсутствуют бесконеч. разрывы функции потенциальной энергии (эти условия называют также стандартными)

«Уравнение Шредингера..

«Возможно ли исследование движения микрочастицы, находящейся в нек-ром поле U (r,t), где U (r,t) - потенциальная энергия микрочастицы, на основе нек-рого уравнения? Известно, что в классич. механике, среди таких дифференциальных ур-ний, описывающих движение частиц в полях, есть, напр-р, ур-ния Ньютона (основанные на законе сохранения импульса). Подобное ур-ние для расчета состояний квантовых объектов или систем было предложено Э.Шредингером и носит название общего, или временнόго, ур-ния Шредингера (УШ). Шредингер отметил, что ВФ (*), отвечающая свободному движению микрообъекта, является решением такого дифференц. ур-ния По его предположению, ВФ y частицы, к-рая движется в поле сил с потенциальной энергией, описываемой ф-цией (или д-на быть решением более сложного дифференц. ур-ния

«В правой части (**) учитывается операторная компонента D y ( лапласиан ВФ), выражающая кинетическую энергию свободной частицы. В правой части (***) добавлением потенциальной ф-ции учтена полная энергия микросистемы, образованной частицей и действующим на неё полем. С математич. точки зрения, общее УШ есть дифференц. ур-ние в частных производных относит-но ВФ y (x,y,z,t): с физич. точки зрения им отражён закон сохранения энергии в микромире. Решения его в большинстве случаев оказываются особо сложными, часто не имеющими аналитического выражения.

«Ур-ние (***) в КМ считается основным. Наиболее известными являются его решения, напр-р, для квантового гармонич. осциллятора или для электрона, совершающего движения в поле атомного ядра.

«Решения УШ для стационарного поля кулоновских сил, действующего на электрон, совершающий движение вблизи атомного ядра, получены для потенциальной функции

«Основным достоинством подхода, основанного на решениях временнόго УШ (***), является то, что с их помощью возможен расчет вероятностей перехода между энергетич. состояниями атома (дающих величины уже упоминавшихся коэффициентов Эйнштейна) и, соответственно, оценка интенсивностей испускания квантовыми системами ЭМ волн на разных частотах.

52. Вынужденное излучение. Устройство лазеров. Свойства лазерного излучения.

Стимулированное (вынужденное) излучение. А.Эйнштейн постулировал, что помимо поглощения и спонтанного излучения должен существовать третий, качественно иной тип взаимодействия (гипотеза о возможности его существования была предложена при объяснении наблюдавшегося в эксперименте термодинамического равновесия между веществом и испускаемым и поглощаемым им излучением). Если на активные атомы (в кристаллах их называют активными центрами), находящийся в возбужденном состоянии 2, действует внешнее излучение с частотой, удовлетворяющей условию ħ ω ₂₁ = ‌‌‌ Е ₂ – Е ₁, то возникает cтимулированный переход в основное состояние 1 с излучением фотона той же энергии ħ ω = ‌‌‌ Е ₂ – Е ₁ (см. схему рис.4) дополнительно к тому фотону, под действием которого произошел КП.

Таким образом, в процесс вынужденного излучения вовлечены 2 фотона: первичный фотон, вызывающий (стимулирующий) испускание излучения возбужденным атомом, и вторичный фотон, испущенный атомом. Стимулированное излучение (вторичные фотоны) тождественно вынуждающему (первичным фотонам): оно имеет такую же частоту, фазу, поляризацию, направление распространения. Следовательно, вынужденное излучение оказывается строго когерентным с вынуждающим излучением, т.е. испущенный фотон неотличим от фотона, падающего на атом. Испущенные фотоны, двигаясь в одном направлении и встречая возбужденные атомы, стимулируют вынужденные переходы: происходит размножение фотонов. Для того чтобы происходило усиление излучения, необходимо, чтобы интенсивность стимулированного излучения превышала интенсивность поглощения фотонов. А для этого необходимо, чтобы заселенность возбужденного состояния (число атомов в возбужденном состоянии) была больше, чем заселенность основного состояния (число атомов в основном состоянии). Оказывается, можно практически получить системы, в к-рых на более высоком уровне расположено больше частиц, чем на нижнем. Такие системы получили название систем с инверсной заселённостью. Если обратиться к формуле распределения Больцмана, связывающей населённости энергетических уровней с температурой тела Т: n ₂ /n ₁= е ^{( — (Е} ₂ ^{– Е} ₁ ^{) /kТ )}, то это соответствует состоянию, когда температура отрицательна (тогда показатель степени в формуле положителен).

Состояния системы, при которых заселённость верхнего уровня выше, чем нижнего, называются состояниями с отрицательной температурой. При этом необходимо иметь в виду, что отрицат. температура не имеет физического смысла, подобного понятию обычной температуры, а является только удобной математич. характеристикой неравновесности системы. Процесс перевода системы в состояние с инверсией населенностей называется накачкой (осуществляется оптическими, электрическими и другими способами). Инверсная среда, в к-рой происходит усиление падающего на нее пучка света, называется активной. Для закона Бугера [мощность излучения, как известно, от пути пучка x зависит так: I (x) = I ₀× exp (- κx)] в подобных средах должен быть характерен отрицательный коэффициент поглощения κ.

Материалы, в к-рых удалось образовать инверсную заселённость уровней, представлены ныне многими тысячами сред. К ним относятся рубин, стёкла, активированные неодимом или титаном, гранат, фторид лития—натрия с примесью эрбия, александрит, смесь гелия и неона (также с включением примеси кадмия), ксенон, криптон, аргон, водород, окись углерода, углекислый газ, вода, аммиак, сероводород, многие полупровод­ники, растворы и пары красителей... Удалось получить инверсию в газовых средах с использованием обычных паров воды и даже воздуха.

Лазеры. Эффект усиления излучения в активных средах используется в лазерах (аббревиатура от — L ight A mplification of S timulated E mission of R adiation — LASER), устаревшее название - оптические квантовые генераторы. Лазеры подразделяются:

ü по типу активной среды (твердотельные, газовые, полупроводниковые и жидкостные);

ü по методам накачки (оптические, тепловые, химические, электроионизационные и др.);

ü по режиму генерации (непрерывного или импульсного действия).

«Устройство лазера (источника когерентного излучения) образовано тремя основными элементами:

1) активной (усиливающей свет) средой; 2) резонатором, который образует положительную обратную связь для излучения; 3) системой накачки, с помощью к-рой активной среду возбуждают для получения усиления.

Ø В усиливающей среде всегда присутствует излучение в виде люминесценции. Оно распространяется вдоль оптической оси резонатора 2 (рис .5). Это излучение многократно усиливается активной средой за счет его циркуляции между зеркалами R ₀ и R. Одно из зеркал (R ₀) обычно полностью отражает излучение, другое (R) - частично пропускает свет. В то же время излучение, которое идёт под наклонными углами к оси резонатора (4), выходит из активной среды без заметного усиления. Поэтому лазер генерирует распространяющийся вдоль оси резонатора и крайне слабо расходящийся световой пучок, луч (5).

Схема лазера: 1 - активная среда, 2 - резонатор, образованный двумя параллельными плоскими зеркалами, 3 - система накачки

Ø Когда световые монохроматич. волны, излучённые атомами лазерного вещества, пройдут несколько раз вперёд и назад между зеркалами R ₀ и R, они становятся почти плоскими. Зеркало R частично прозрачно и отражает не весь падающий на него свет. Прошедший сквозь это зеркало свет и есть практически используемый свет, излучаемый лазером. Резонатором определена дискретность в спектре свечения лазеров. Из световых волн усиливаются те, к-рые могут существовать в резонаторе (их длины волн д-ны укладываться вдоль оси резонатора целое число раз). Из этих волн в веществе активной среды усиливаются только волны с частотами, к-рые попадают в спектральную полосу усиления – группируются в окрестности резонансной частоты усиления ω ₂₁, удовлетворяющей условию ħ ω ₂₁ = ‌‌‌ Е ₂ – Е ₁.

ü У полупроводниковых лазеров (где активный элемент - кристаллик полупроводника или контакт из 2-х полупроводников разного типа) активные центры (такие, как, напр-р. в люминесцентных кристаллах – среди них рубин или гранат) отсутствуют ¾ лазерное излучение рождается здесь в результате соответствующих изменений состояния электронного коллектива – переходов между энергетич. зонами.

1. Свойства лазерного излучения. Лазерные лучи — это пучки ЭМ волн, обладающие уникальными свойствами. Ниже вкратце остановимся на трёх особен­ностях лазерного излучения.

× Для лазера характерна очень высокая направленность све­тового луча. Угол его расходимости примерно в 10⁴ раз меньше, чем луча хорошего прожектора. На поверхности Луны лазерный луч создает пятно диаметром около 10 км. Благодаря высокой на­правленности энергия лазерного луча может пере­даваться на очень большие, в том числе и косми­ческие, расстояния. Это создает основу для осуще­ствления связи, передачи по лазерному лучу как телефонных разговоров, так и телевизионных изо­бражений. При этом мощность передатчика (лазе­ра) может быть в дес. и сотни тыс. раз мень­ше мощности обычных радиостанций. Лазерный луч предполагается использовать и для передачи энергии.

× Второе уникальное свойст­во лазерного луча — его монохроматичность, т. е. необычайно узкий спектральный состав. Спектральнаяширина его излучения во много раз меньше, чем у всех других источников света и радиоволн. Напр-р, ширина линии лю­минесценции рубина равна ~3×10¹¹ Гц. В спектро­скопии такая линия считается узкой. В то же времяв лучших лазерах удается получить полосу излучения, ширина которой всего неск-ко Гц. Высокая монохроматичность не свойственна всем типам лазеров. В ряде случаев (полупроводниковые лазеры, лазеры на растворах красителей) полоса излучений весьма широка, что также может быть использовано на практике.

× Интенсивность и длительность свечения. Выбор типа лазеров для его практического использования зависит от поставленной задачи. Есть лазеры непрерывного действия. Однако боль­шинство лазерных систем излучает отдельные све­товые импульсы или целую серию импульсов.

Ø В так называемых моноимпульсных генера­торах длительность свечения ~10^-8 с. Широко применяются источники импульсов пикосекундной дли­тельности (<10^-12 с), достигнуты длительности импульсов, сравнимые с периодом колебания светового вектора (~ фс). Для сокращения дли­тельности импульсов внутри резонатора размещают различные управляющие устройства. Широко известны ге­лий-неоновые лазеры непрерывного действия. Они излучают чаще всего красный свет. Мощность лазе­ра 0,002…0,020 Ватт, что во много раз меньше мощ­ности лампочки карманного фонаря.

Ø Газовые непрерывные лазеры на смеси СО ₂— N ₂— Не (Н ₂ О), работающие в невидимой ИК области спектра (l~10 мкм), имеют мощности в ~10⁶ раз больше (~10 ²… 10 ³ Ватт). Чтобы оценить возможности этих лазеров, нужно вспомнить из школьного курса физики, что для плавления 1 см ³ металла необходимо ~50 Дж. Если мощность лазерного луча 500 Вт, то, в прин­ципе, он м-т расплавить за 1 с около 10 см ³ металла. Реальные цифры, достигаемые на опыте, сущест­венно меньше, так как значительная доля световой энергии, падающей на поверхность металла, отра­жается от неё.

Мощности, полученные в твердотельных лазерах на кристаллах (напр-р, на рубине или стекле, активированном неодимом) намного больше. С помощью устройств этого типа нетрудно получить энергию 50 Дж за интервал~ 10 ^-4 с, что соответствует мощности ~ 500 тыс. Вт. В моноимпульсных и пикосекундных лазерах возможны мощности лазеров в тысячи и миллионы раз выше. Это намного превосходит спектральные яркости всех других источников све­та, в том числе и Солнца на его поверхности. Заметим здесь, что понятие мощности говорит о концентрации энергии во времени, о способности системы произвести значительное действие в за­данный (обычно короткий) интервал времени. Лазерный луч м-но сфо­кусировать в очень малом объёме ¾ напр-р, в сфе­ре диаметром ~0,1 мм. Огромные мощности некоторых типов лазеров еще раз свидетельствуют о высоком качестве лазерной энергии. М-но, напр-р, получить в считанные мгновения плотности энергии, превышающие плот­ности энергии ядерного взрыва, в пике светового импульса мощности в современных лазеров достигают неск-ких десятков тераВатт. С помощью лазеров такого типа удается получить температуры, равные десяткам миллионов градусов, давления ¾ ~ 10⁸ атмосфер. С помощью лазеров получены самые высокие магнитные поля и т.д.