Задание № 18 · ОГЭ

Лазер

Принцип действия, устройство и свойства лазерного света
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Лазер — это устройство, которое создаёт узкий пучок света благодаря индуцированному излучению. Лазерный свет отличается высокой направленностью, монохроматичностью и когерентностью.

ЛазерНазвание образовано от английского выражения «усиление света посредством индуцированного излучения».
Лазер — источник электромагнитного излучения, в котором свет усиливается за счёт индуцированного излучения атомов или других квантовых систем при наличии инверсии населённостей.

В обычном веществе большинство атомов находится на нижних энергетических уровнях. Поэтому поглощение света преобладает над излучением. Для работы лазера создают инверсию населённостей: на верхнем энергетическом уровне оказывается больше частиц, чем на нижнем. Переходы между уровнями удобно рассматривать на энергетической диаграмме атома.

\(E\)
энергия фотона
Дж
\(h\)
постоянная Планка
Дж·с
\(ν\)
частота излучения
Гц

Фотон с частотой, соответствующей разности энергий уровней, может вызвать переход возбуждённого атома на нижний уровень. При этом испускается второй фотон, полностью совпадающий с первым по частоте, фазе, направлению распространения и поляризации. Это индуцированное излучение. Фотон также может быть получен при самопроизвольном переходе, но такое излучение не обеспечивает согласованности светового пучка.

\[E_2-E_1=h\nu\]
№
Пример

В гелий-неоновом лазере электрический разряд возбуждает атомы. Они передают энергию атомам неона, после чего в оптическом резонаторе возникает цепочка индуцированных переходов. Зеркала многократно отражают свет, а одно полупрозрачное зеркало выпускает наружу лазерный луч.

Оптический резонатор усиливает излучение за счёт многократного прохождения света между зеркалами. Поэтому лазерный луч обычно узкий и распространяется почти параллельно. Его спектр близок к одной частоте, а волны согласованы по фазе. Лазеры применяют в связи, медицине, измерительной технике и промышленности.

!
Не путайте

Лазерный свет не является радиоактивным излучением. Лазер создаёт электромагнитные волны за счёт переходов между энергетическими уровнями, а радиоактивность связана с превращениями нестабильных атомных ядер. Также индуцированное излучение не следует путать с эффектом Комптона, при котором фотон рассеивается на электроне.

Проверьте себя

Что необходимо для усиления света в лазере?

Главное за минуту

Главное

  • Лазер усиливает свет с помощью индуцированного излучения при инверсии населённостей.
  • Энергия фотона определяется разностью энергий уровней: \(E_2-E_1=h\nu\).
  • Лазерный свет направленный, почти монохроматический и когерентный.