Atomen in aangeslagen toestand.

[Oen]

Ik ben de laser aan het bestuderen en ben bezig met aangeslagen atomen, het volgende zou zich voordoen:
Als er aan een atoom dat zich in de grondtoestand (volgens mij geen bestaand begrip, maar een vrije vertaling van gound-state) bevind en men dient energie toe, in de vorm van licht warmte of elektriciteit, aan dit atoom, dan raakt het atoom in aangeslagen toestand, wat eigenlijk betekent dat elektronen een baan naar boven opschuiven. Maar het aangeslagen atoom wil eigenlijk weer een gewoon atoom zijn dus laat hij deze energie los in de vorm van een foton.
Klopt dit verhaal?
Het gaat me vooral om het opschuiven van baan.

[pol]

Klopt, maar een zeer belangrijke opmerking is dat het atoom slechts specifieke discrete hoeveelheden energie kan opnemen/afgeven.

[Dit bericht is aangepast door pol (13-02-2002).]

[Oen]

pol schreef:
Klopt, maar een zeer belangrijke opmerking is dat het atoom slechts specifieke discrete hoeveelheden energie kan opnemen/afgeven.

[Dit bericht is aangepast door pol (13-02-2002).]

Waarvan is dit dan afhankelijk?

[Oen]

En is het mogelijk dat 2 golven met 2 verschillende golflengte coherent lopen??
Of is dit alleen mogelijk als de een de ander helemaal opheft en dat er dan nog een klein golfje overblijft?

[Demon of Fire]

Oen schreef:
En is het mogelijk dat 2 golven met 2 verschillende golflengte coherent lopen??
Of is dit alleen mogelijk als de een de ander helemaal opheft en dat er dan nog een klein golfje overblijft?

Coherent wil in dit geval zeggen dat de golven evenwijdig aan mekaar lopen.
Dus wel een verschillend golflengte.


Groetjes
Ben(die zelf astrofysica interessanter vind

[Oen]

Demon of Fire schreef:
Coherent wil in dit geval zeggen dat de golven evenwijdig aan mekaar lopen.
Dus wel een verschillend golflengte.


Groetjes
Ben(die zelf astrofysica interessanter vind

Evenwijdig dus op dezelfde plek, een berg en op dezelfde plek een dal, hoe wil dit dan kunnen?

[Demon of Fire]

Oen schreef:
Evenwijdig dus op dezelfde plek, een berg en op dezelfde plek een dal, hoe wil dit dan kunnen?

Evenwijdig wil niet zeggen boven op mekaar.

Stel je de rechte zonnestralen (onder mekaar met 5 cm ruimte b.v.) maar eens voor die je altijd moest tekenen voor school.

Nu teken je over die rechte lijnen
sinusoïden met een verschillende golflengte.

Ze lopen evenwijdig dan. Ondanks dat de golflengtes verschillend zijn. Ze zullen mekaar nooit snijden.(dus divergerend lopen)

Groetjes
Ben(die het zo even uit zijn hoofd heeft uitgelegd

[pol]

Dat is afhankelijk van het atoom. Elk atoom heeft zijn eigen spectrum. Elke spectraallijn komt overeen met een energieniveau dat het atoom kan aannemen.

Twee golven kunnen slechts volkomen coherent zijn als ze dezelfde frequentie hebben en hun fase verschil constant is in de tijd. Dus twee golven met een verschillende golflengte kunnen niet coherent zijn.

Bij coherentie maakt men ook nog het onderscheidt tussen coherentie in de tijd, en coherentie in de ruimte.

Meer info. kan je hier vinden, maar ik denk dat je Techexplorer nodig hebt, en het is redelijk hoog niveau.
http://physics.rug.ac.be/fysica/EM/Niveau2/Default.htm

Meer info. over quantumfysica(inleiding) vind je hier :
http://physics.rug.ac.be/fysica/Kwan...u2/Default.htm

[Demon of Fire]

pol schreef:
Twee golven kunnen slechts volkomen coherent zijn als ze dezelfde frequentie hebben en hun fase verschil constant is in de tijd. Dus twee golven met een verschillende golflengte kunnen niet coherent zijn.

Hmm...wat mankeert er dan aan mijn redenering???

Groetjes
Ben(die dan erg benieuwd is

[pol]

Demon of Fire schreef:

Hmm...wat mankeert er dan aan mijn redenering???

Groetjes
Ben(die dan erg benieuwd is

De fout die je maakt is dat je de golven als 1-dim beschouwd. Je moet de golven beschouwen als 3-dim. (bolvormig of vlak).

Een transversale EM golf is te ontbinden in twee componenten, namelijk deze van het magnetische veld en deze van het electrische veld.

Als we het hebben over interferentie, kunnen enkel de componenten met evenwijdig electrisch veld interfereren (als ze coherent zijn). Een tweede noodzaak is dat de (twee) lichtstralen voldoende coherent zijn in tijd en ruimte.
Opdat we interferentie zouden waarnemen, moet het optische wegverlschil tussen beide lichtstralen kleiner zijn dan de coherentielengte van het licht en moet de waarnemingstijd korter zijn dan de coherentietijd.

Coherentie lengte is de lengte van de door de bron uitgezonden golftrein.

Coherentie tijd komt overeen met de tijd waarin het faseverschil over pi varieert.

Coherentie is zeer moeilijke materie, zelf weet ik er ook niet alles van (wie wel hé).

Ik kan jullie nog enkeleconclusies geven over wanneer lichtstralen coherent zijn :

- Golven uitgezonden door twee verschillende atomen op dezelfde gemiddelde frequentie zijn NOOIT coherent.

- Golven afkomstig van één enkele stralingsovergang (dus van hetzelfde atoom) en met dezelfde frequentie zijn volkomen coherent.

Voor de wiskundige achtergrond van coherentie tijd (en coherentie in het algemeen) moet je kunnen fouriertransformeren, en heb je enige basiskennis van de complexe analyse nodig. Maarja, nu zitten we al op het niveau van Uni.

[Oen]

he mannetjes hierboven, weereens moet ik jullie bedanken, ik zal er nog eens rustig naar kijken.
Bedankt

[Demon of Fire]

pol schreef:
De fout die je maakt is dat je de golven als 1-dim beschouwd. Je moet de golven beschouwen als 3-dim. (bolvormig of vlak).

Als ik knikkers op een rij leg....met 1 cm doorsnede b.v.

En daarboven leg ik evenwijdig (met 1 cm tussenruimte b.v.) knikkers met 2 cm doorsnee....dan is dat toch evenwijdig en dus coherent??

Of ben ik nu erg blond bezig.

Groetjes
Ben(die er eens goed over na zal denken

[Oen]

Maar als er nu een foton tegen een aangeslagen atoom aanknalt, kan er gestimuleerde emissie plaatsvinden, maar hoe kan dit plaatsvinden waarom geeft het aangeslagen atoom dit foton af waneer er een ander foton tegenaan knalt, en is er geen energie verslies als een foton tegen een aangeslagen atoom aanknalt, en waarom lopen de oude foton en de nieuwe foton coherent?
Alvast heel erg bedankt.

[pol]

Je bent zeker niet blond, want dit is zeer moeilijke materie waar ik zelf niet veel van afweet, maar het evenwijdig zijn heeft (dacht ik) niets te maken met coherentie.

Of het lioht al dan niet voldoende coherent is, is afhankelijk van de snelheid waarmee het faseverschil in de tijd verandert.

Bij je voorbeeldje van de knikkers : bedoel je dan fotonen met je knikkers?
Zo ja : Als je licht als fononen behandelt (deeltjesmodel), kan geen interferentie verschijselen verklaren.

Oen, daarover weet ik jammer genoeg weinig of niets. Moest ik optie natuurkunde verder studeren kan ik je misschien helpen.
Ik denk wel dat er alleen gesproken wordt over coherentie van golven, en niet van fotonen (deeltjes), want coherentie is een typisch golfverschijnsel (niet?).

[Dit bericht is aangepast door pol (14-02-2002).]

[Oen]

Wat is eigenlijk een dim?

[mathfreak]

Oen schreef:
Wat is eigenlijk een dim?

De afkorting dim. die pol in zijn reply gebruikte was een afkorting van dimensionaal.

[pol]

mathfreak schreef:
De afkorting dim. die pol in zijn reply gebruikte was een afkorting van dimensionaal.

Idd.

[Demon of Fire]

Oen schreef:
Maar als er nu een foton tegen een aangeslagen atoom aanknalt, kan er gestimuleerde emissie plaatsvinden, maar hoe kan dit plaatsvinden waarom geeft het aangeslagen atoom dit foton af waneer er een ander foton tegenaan knalt, en is er geen energie verslies als een foton tegen een aangeslagen atoom aanknalt, en waarom lopen de oude foton en de nieuwe foton coherent?
Alvast heel erg bedankt.

Nee, nee, de fotonen van wit licht(dat je op het gas schijnt) in een laser zorgen er voor dat de electronen zich in een hogere baan gaan verkeren. Ze bezitten meer energie.

Maar dan op een moment vervalt het spontaan weer in de ground-state/grond-stand (zoals jij dat stelt ) en dan komt er een foton vrij.

Als die foton dan langs een andere atoom gaat in dezelfde meta-stabiele staat, dan volgens de principe van resonantie, zal het de atoom stimuleren om een foton met exact dezelfde frequentie uit te stralen en vervalt het ook in de ground-state/grond-stand.

Deze gestimuleerde foton (nu komt het verhaal van Pol) heeft exact dezelfde frequentie, richting en polarisatie als de primaire foton (spatial coherence) en exact dezelfde fase en snelheid(temporal coherence).

Daarbij kunnen natuurlijk die fotonen/golven weer opgenomen worden door andere atomen die niet in een meta-stabiele/metastable (geen idee of het de goeie vertaling is, maar staat niet in mijn Van Dale het woord) verkeren.

Daardoor is het belangrijk een grotere hoeveelheid metastable atomen te hebben dan in de ground-state.(om een functionele laser te hebben)

Maar uit dit verhaal kun je dus stellen dat coherent in de ruimte stelt dat ze evenwijdig moeten lopen.(de fotonen golven zijn exact hetzelfde)

Daarmee is lijkt mij de vraag ook beantwoord of straling met verschillende golflengte ook coherent kan zijn. Het antwoord is ja, want evenwijdig stelt dus dat ze mekaar niet snijden, en golflengte heeft daar (in principe) geen invloed op.

Groetjes
Ben(die goed zijn hersentjes heeft laten kraken

[Demon of Fire]

Laser = mono-chromatisch coherent licht.

Coherent in dit geval is zeker weten evenwijdig.

Groetjes
Ben(die dat nog even wou toevoegen

[pol]

Evenwijdigheid is geen garantie voor coherentie, want want daaruit volgt nog steeds niet dat de golven coherent zijn in de tijd.

Ok, bij licht verschillende frequentie kan er een zekere graad van coherentie optreden, maar bij superpositie van de beide golven krijg je dan zwevingen en geen interferentie. Daarbij komt nog dat om iets daarvan te kunnen waarnemen de waarnemingstijd korter moet zijn den de coherentietijd.

Bij coherentie mag je je niet vastbijten in het beeld dat coherentie = evenwijdige lichtstralen.
Met behulp van de juiste prisma's kan je gelijk welk bundels licht gelijk polariseren, maar dat maakt ze zeker en vast niet coherent.
Lasers zenden licht uit dat in hoge mate coherent is, en daardoor zijn de stralen goed evenwijdig, maar het omgekeerde is niet waar. De coherentie lengte van lasers bedraagd enkele meters tot enkele kilometers.

Met de beperkte wiskunde die ik en waarschijnlijk jij maar kennen is een diepgaande studie van coherentie onmogelijk.

(That's the best I can do.)