5. Лазер. Рабочее вещество лазера. Виды источников энергетической накачки. Особенности лазерного излучения.

Лазер – квантовый генератор видимого диапазона излучения.

Виды рабочего вещества лазера: газовые, жидкостные, полупроводниковые и твердотельные.

Когерентность - согласованное протекание во времени нескольких колебательных волновых процессов одной частоты и поляризации, свойство двух или более колебательных волновых процессов, определяющее их способность при сложении взаимно усиливать или ослаблять друг друга.

распределение Больцмана -распределение частиц по потенциальным энергиям в силовых полях – гравитационном, электрическом и др

Инверсная населенность - неравновесное состояние среды, при котором концентрация атомов в возбужденном состоянии больше, чем концентрация атомов в основном состоянии.

Вынужденное излучение — индуцированное излучение или испускание электромагнитных волн квантовыми системами (атома, молекулы, ядра) под действием падающего на них излучения.

Виды источников энергетической накачки: возбуждение очень интенсивным светом – «оптическая накачка», электрическим газовым разрядом, в полупроводниковых лазерах – электрическим током.

Основными компонентами конструкции лазерной установки являются активная среда лазера, лазерная энергия накачки, высокий отражатель, прибор сцепки и лазерный луч.

Лазерное излучение уникально благодаря трем только ему присущим свойствам.

6. Виды радиоактивных излучений. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Радиоактивность - самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. Виды радиоактивных излучений:

Альфа излучения – это поток положительно заряженных частиц, каждая из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов. Проникающая способность этого излучения невелика. Оно задерживается несколькими сантиметрами воздуха ,несколькими листами бумаги, обычной одеждой. Альфа излучение может быть опасно для глаз.

Бета излучения – это поток движущихся с огромной скоростью отрицательно заряженных электронов, размеры и масса которых намного меньше, чем альфа частиц. Это излучение обладает большой проникающей способностью. От него можно защититься тонким слоем металла или слоем дерева толщиной в 1.25 см.

Гамма излучение представляет собой электромагнитное излучение сверхвысоких энергий. Это излучение очень малых длин волн и очень высоких частот. Гамма излучения обладают высокой проникающей способностью, защититься от него.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце.

Скорость превращения всё время пропорциональна количеству систем, еще не подвергнувшихся превращению.

7. Взаимодействие заряженных (α-, β- и μ-излучений) с веществом. Этапы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом (первичный, вторичный, последующие).

Взаимодействие с веществом α – излучения

α -частицы сильно взаимодействуют с различными веществами, т. е. легко поглощаются ими. Тонкий лист бумаги или слой воздуха толщиной несколько сантиметров достаточны для того, чтобы полностью поглотить α - частицы.

Взаимодействие с веществом β - излучения

β -частицы - это электроны (или позитроны), испускаемые ядрами радонуклидов при β - распаде.

Для снижения излучения защиту для b-источников выполняют из материалов с малым атомным номером - алюминий, органическое стекло.

Взаимодействие с веществом μ - излучения

μ -кванты отдают всю или, по крайней мере, большую часть своей энергии при однократном взаимодействии. Однако вероятность этого взаимодействие очень низка, поэтому μ -кванты обладают гораздо большей проникающей способностью, чем заряженные частицы.

8. Взаимодействие рентгеновского и γ-излучений с веществом. Характеристики фотоэффекта, Комптоновского рассеяния и рождения пар. Коэффициент ослабления рентгеновского и γ-излучений, зависимость от энергии излучения

Рентгеновское излучение в веществе поглощается или рассеивается. При этом могут происходить различные процессы, которые определяются соотношением энергии рентгеновского фотона hv и энергии ионизации Аи.

Фотоэффект. Если энергия кванта больше энергии связи электрона оболочки атома, прои-ит фотоэффект. Это явление состоит в том, что фотон целиком погл-ся атомом, а один из элек-ов атомной оболочки выбрасывается за пределы атома.

Комптоновское рассеяние- это рассеяние -квантов на свободных электронах. В результате комптон-эффекта вместо первичного фотона с энергией появляется рассеянный фотон

Коэффициент ослабления зависит от энергии фотона и от атомного номера вещества – поглотителя и не зависит ни от длины волны первичных лучей, ни от рода рассеивающего вещества.