Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους βοήθησαν για τη διεκπεραίωσή της. Πιο συγκεκριμένα, θα ήθελα να ευχαριστήσω

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους βοήθησαν για τη διεκπεραίωσή της. Πιο συγκεκριμένα, θα ήθελα να ευχαριστήσω"

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΟΜΗΣ & ΛΕΙΖΕΡ ΙΔΡΥΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΕΡΕΥΝΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΡΑΣΗ RANDOM LASER ΣΕ ΝΑΝΟΫΒΡΙΔΙΑ ΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ (ZnO) ΑΝΔΡΕΑΣ ΣΤΑΣΙΝΟΠΟΥΛΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΟΝΤΕΣ Σ. ΑΝΑΣΤΑΣΙΑΔΗΣ Δ. ΑΓΓΛΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 25 ΗΡΑΚΛΕΙΟ

2

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους βοήθησαν για τη διεκπεραίωσή της. Πιο συγκεκριμένα, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους Δ. Άγγλο και Σ. Αναστασιάδη για την καθοδήγηση και την εμπιστοσύνη που μου έδειξαν καθ όλη τη διάρκεια της μεταπτυχιακής μου εργασίας. Ευχαριστώ τον Ε. Π. Γιαννέλη, που συνεισέφερε σημαντικά για την επίτευξη της συνεργασίας που είχαμε και έχουμε αυτά τα χρόνια με το Πανεπιστήμιο του Cornell καθώς και τον R. N. Das, από την ερευνητική ομάδα του Γιαννέλη, για την παρασκευή, το χαρακτηρισμό των δειγμάτων και τις χρήσιμες συζητήσεις που είχαμε για τη βελτιστοποίηση και τη μελέτη τους. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τις Μ. Ανδρουλιδάκη και Α. Μανουσάκη που με βοήθησαν στον περαιτέρω χαρακτηρισμό των δειγμάτων καθώς και τους Δ. Παπάζογλου και Β. Παπαδάκη για τη συνεργασία που έχουμε και συνεχίζεται πάνω σε μια νέα διάταξη που έχουν αναπτύξει. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον Κ. Φωτάκη για τη θετική συμβολή του και την καθοδήγησή του στο ξεκίνημα μου στα εργαστήρια του ΙΗΔΛ και τον Ε. Οικονόμου για τη συμμετοχή του στην τριμελή επιτροπή του μεταπτυχιακού μου. Τέλος, δε θα μπορούσα να μην ευχαριστήσω την οικογένειά μου που με στηρίζει στις προσπάθειες που κάνω καθώς και την Μ. Κηπαράκη που με στηρίζει και είναι δίπλα μου στις δύσκολές και τις ευχάριστες στιγμές όλα αυτά τα χρόνια. ii

4 iii

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη νέων υλικών με πιθανές εφαρμογές σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς. Σε αυτή την κατηγορία νέων υλικών ανήκουν τα φωτονικά υλικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρουσα συμπεριφορά κατά την αλληλεπίδρασή τους με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και αποτελούν σημαντικό αντικείμενο μελέτης σε επίπεδο σύνθεσης, κατασκευής, μελέτης ιδιοτήτων και εφαρμογών. Στην ευρύτερη κατηγορία των φωτονικών υλικών εντάσσονται και τα συστήματα που περιγράφονται με τον όρο random laser τα οποία έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας την τελευταία δεκαετία. Για την εκδήλωση του φαινομένου της δράσης random laser συνδυάζονται φαινόμενα σκέδασης και ενίσχυσης, απαιτείται επομένως σύστημα με υψηλό συντελεστή σκέδασης αλλά και με σημαντική οπτική απολαβή. Κατά την οπτική διέγερση ενός τέτοιου μέσου παρατηρείται χωρικός εντοπισμός του φωτός λόγω της έντονης σκέδασης, ενώ παράλληλα η ύπαρξη τυχαίων (random) μικροκοιλοτήτων έχει ως αποτέλεσμα την ενίσχυση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας λόγω απολαβής. Ένα σύστημα random laser παρουσιάζει χαρακτηριστικά πηγής λέιζερ, καθώς παρατηρείται συμπεριφορά κατωφλίου στην εκπεμπόμενη ένταση, φασματική όξυνση και συμφωνία. Σημειώνεται ότι λόγω σκέδασης δεν παρατηρείται κατευθυντικότητα (random). Για την πιο ολοκληρωμένη ερμηνεία του φαινομένου είναι απαραίτητη η κατανόηση τόσο των φαινομένων σκέδασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όσο και των μηχανισμών δράσης λέιζερ. Σε αυτή την εργασία μελετάται η δράση λέιζερ σε συστήματα που απορροφούν και σκεδάζουν ισχυρά την οπτική ακτινοβολία. Για τη μελέτη αυτή, παρασκευάζονται στερεά δείγματα στα οποία ευρίσκονται σε διασπορά σωματίδια ZnO σε διαφόρων ειδών οργανικές μήτρες ή διαλύματα οργανικών χρωστικών λέιζερ με σκεδαστές. Μετά την οπτική διέγερση αυτών των συστημάτων, η εκπεμπόμενη ακτινοβολία σκεδάζεται και εντοπίζεται χωρικά με αποτέλεσμα την ενίσχυσή της. Η μήτρα στα στερεά δείγματα συγκρατεί διεσπαρμένα τα σωματίδια και προσφέροντας παράλληλα τις μηχανικές της ιδιότητες (π.χ. ελαστικότητα). Για τον οπτικό χαρακτηρισμό και τη μελέτη του φαινομένου random laser τα δείγματα αντλούνται με παλμικά λέιζερ κατάλληλου μήκους κύματος και χρονοδιάρκειας. Οι iv

6 πειραματικές μετρήσεις αφορούν στη φασματική καταγραφή της εκπεμπόμενης φωτοφωταύγειας συναρτήσει διαφόρων παραμέτρων (ενέργεια διέγερσης, θερμοκρασία δείγματος, επιφάνεια άντλησης, κ.τ.λ.), τη μέτρηση του χρόνου ζωής και του μήκους συμφωνίας της εκπομπής random laser και την εξαγωγή συμπερασμάτων γύρω από το φαινόμενο random laser και της συμπεριφοράς σε αυτό των νέων νανοϋβριδικών συστημάτων ZnO σε πολυμερική μήτρα. Πειράματα σε χαμηλή θερμοκρασία πραγματοποιήθηκαν με σκοπό τη μελέτη της εξάρτησης της συμπεριφοράς της δράσης random laser από τη θερμοκρασία (4 ο Κεφάλαιο). Με άντληση σε χαμηλή θερμοκρασία το σύστημα ZnO/πολυμερές αναμένεται να εμφανίζει μικρότερες απώλειες (που οφείλονται σε μη-ακτινοβολητικές αποδιεγέρσεις) και επομένως να αποδίδει περισσότερο και να εμφανίζει μειωμένες τιμές ροής ενέργειας κατωφλίου για δράση random laser. Έχει παρατηρηθεί σε προηγούμενη εργασία ότι άντληση σε θερμοκρασία δωματίου με παλμούς λέιζερ χρονοδιάρκειας ns οδηγεί σε υψηλές τιμές ενεργειακού κατωφλίου και ασταθή δράση random laser σε αντίθεση με τη σταθερότητα που προκύπτει όταν η χρονοδιάρκεια των παλμών άντλησης είναι πολύ μικρότερη (ps). Η διαφορετική συμπεριφορά οφείλεται στο χρόνο ζωής φωτοφωταύγειας του ZnO που έχει μετρηθεί σε 275±3 ps. Κατ αναλογία αναμένεται η μείωση της θερμοκρασίας να οδηγήσει σε αύξηση του χρόνου ζωής φωτοφωταύγειας του ZnO και κατά συνέπεια σε αποτελεσματικότερη άντληση ακόμη και με παλμούς λέιζερ χρονοδιάρκειας ns. Στα πλαίσια της μελέτης αυτής εξετάζονται συστήματα διαφορετικών συγκεντρώσεων ZnO/πολυμερές σε διαφορετικές θερμοκρασίες με σκοπό τη μελέτη της απόδοσης της ακτινοβολίας random laser και των τιμών ροής ενέργειας των κατωφλίων δράσης random laser. Με σκοπό τη μελέτη της δυναμικής της δράσης random laser πραγματοποιήθηκαν πειράματα με διάταξη του τύπου pump-probe (5 ο Κεφάλαιο). Παρουσιάζεται η καταγραφή της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατόπιν διαδοχικής άντλησης του δείγματος με δύο βραχείς παλμούς λέιζερ (χρονικού εύρους 45 fs) ελέγχοντας τη μεταξύ τους χρονική καθυστέρηση. Σκοπός των μετρήσεων είναι ο υπολογισμός του χρόνου ζωής της ακτινοβολίας random laser από τη συμπεριφορά του εκπεμπόμενου σήματος που καθορίζεται από τις τιμές ροής ενέργειας άντλησης των δύο παλμών. Επίσης, ενδιαφέρον παρουσιάζει η δράση random laser από νέες ανόργανες νανοδομές ZnO, τύπου sol-gel και υμενίων (6 ο Κεφάλαιο), οι οποίες είναι εύκολο να παρασκευαστούν. Με v

7 την επεξεργασία της επιφάνειας των υμενίων δημιουργούνται νέες δομές και γίνεται μελέτη της εξάρτησης της δράσης και της απόδοσης της ακτινοβολίας random laser σε αυτές. Τέλος, έγιναν προσπάθειες για την παρατήρηση σύμφωνης ανάδρασης από συστήματα random laser (7 ο Κεφάλαιο). Ένδειξη για σύμφωνη ανάδραση σε συστήματα random laser είναι η εμφάνιση ρυθμών στο φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Για το σκοπό αυτό, μελετήθηκαν δείγματα με οργανικές χρωστικές λέιζερ σε πολυμερική μήτρα ή σε διαλύτη στα οποία προστέθηκαν σκεδάζοντα σωματίδια και έγινε μελέτη για τις συνθήκες άντλησης και τις συγκεντρώσεις σκεδαστών και ενεργού μέσου που απαιτούνται για την εμφάνιση ρυθμών λέιζερ. vi

8 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ vii

9 viii

10 ix

11

12 1 ο Κεφάλαιο Εισαγωγή Σύντομη περιγραφή του φαινομένου Random Laser Σκέδαση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Απλή σκέδαση Διάχυση και πολλαπλή σκέδαση Δράση λέιζερ Δράση λέιζερ με πολλαπλή σκέδαση (Random Laser) Ανασκόπη του φαινομένου Random Laser Εφαρμογές Περιεχόμενο μελέτης Αναφορές

13 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη νέων υλικών με πιθανές εφαρμογές σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς. Σε αυτή την κατηγορία νέων υλικών ανήκουν τα φωτονικά υλικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρουσα συμπεριφορά κατά την αλληλεπίδρασή τους με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και αποτελούν σημαντικό αντικείμενο μελέτης σε επίπεδο σύνθεσης, κατασκευής, μελέτης ιδιοτήτων και εφαρμογών. Στην ευρύτερη κατηγορία των φωτονικών υλικών εντάσσονται και τα συστήματα που περιγράφονται με τον όρο random laser τα οποία έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας την τελευταία δεκαετία. Για την εκδήλωση του φαινομένου της δράσης random laser συνδυάζονται φαινόμενα σκέδασης και ενίσχυσης, απαιτείται επομένως σύστημα με υψηλό συντελεστή σκέδασης αλλά και με σημαντική οπτική απολαβή. Κατά την οπτική διέγερση ενός τέτοιου μέσου παρατηρείται χωρικός εντοπισμός του φωτός λόγω της έντονης σκέδασης, ενώ παράλληλα η ύπαρξη τυχαίων (random) μικροκοιλοτήτων έχει ως αποτέλεσμα την ενίσχυση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας λόγω απολαβής. Ένα σύστημα random laser παρουσιάζει χαρακτηριστικά πηγής λέιζερ, καθώς παρατηρείται συμπεριφορά κατωφλίου στην εκπεμπόμενη ένταση, φασματική όξυνση και συμφωνία. Σημειώνεται ότι λόγω σκέδασης δεν παρατηρείται κατευθυντικότητα (random). Για την πιο ολοκληρωμένη ερμηνεία του φαινομένου είναι απαραίτητη η κατανόηση τόσο των φαινομένων σκέδασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όσο και των μηχανισμών δράσης λέιζερ

14 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Ένα αντικείμενο είναι ορατό επειδή σκεδάζει, ανακλά ή απορροφά φως. Στις πρώτες δύο περιπτώσεις πραγματοποιείται μια αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και ύλης κατά την οποία αλλάζει η κατεύθυνση των κυμάτων. Σε αυτή την αλληλεπίδραση τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δεν υφίστανται απώλειες ενέργειας. Η ανάκλαση μοιάζει αρκετά με τη σκέδαση. Στην ουσία αποτελεί ειδική περίπτωση της σκέδασης κατά την οποία η εισερχόμενη και η εξερχόμενη γωνία των κυμάτων είναι ίσες. Πέραν της σκέδασης, το φως μπορεί επίσης να απορροφηθεί από ένα αντικείμενο με αποτέλεσμα τη μείωση της ενέργειας του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Ένα αντικείμενο αν σκεδάζει ομοιόμορφα σε όλα τα μήκη κύματος εμφανίζει λευκό χρώμα, ενώ αν απορροφά ισχυρά όλα τα μήκη κύματος έχει μαύρο χρώμα. Επομένως, η εξάρτηση από τα μήκη κύματος τόσο της σκέδασης, όσο και της απορρόφησης είναι ο βασικός παράγοντας που καθορίζει το χρώμα ενός αντικειμένου ΑΠΛΗ ΣΚΕΔΑΣΗ Η σκέδαση από ένα μικρό σωματίδιο είναι μια σύνθετη διαδικασία. Ένα προσπίπτον ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στο σωματίδιο επάγει σε αυτό μια ηλεκτρική πόλωση. Αυτή η πόλωση παράγει ένα νέο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μέσα και γύρω από το σωματίδιο. Αυτό το νέο ολικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο επηρεάζει ξανά την πόλωση του σωματιδίου και ούτω καθεξής. Το τελικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που παράγεται είναι το αποτέλεσμα μιας τέτοιας διαδικασίας. Ο τρόπος αλληλεπίδρασης του φωτός με σωματίδια που σκεδάζουν εξαρτάται από το μέγεθος των σωματιδίων. Τρεις σημαντικές κατηγορίες σκέδασης του φωτός διακρίνονται σύμφωνα με το μέγεθος των σωματιδίων: η σκέδαση Rayleigh, η σκέδαση Mie και η γεωμετρική οπτική

15 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Για το συστηματικό προσδιορισμό του είδους της σκέδασης χρησιμοποιούνται οι παρακάτω παράμετροι: 2π nmα παράμετρος μεγέθους x του σωματιδίου, x= kα λ ns σχετικός δείκτης διάθλασης m του μέσου ως προς του σκεδαστή, m n όπου α είναι η ακτίνα του σκεδαστή, και n s και n m είναι οι δείκτες διάθλασης του σκεδαστή και του μέσου, αντίστοιχα. m ΣΚΕΔΑΣΗ RAYLEIGH Σκέδαση Rayleigh ονομάζεται η σκέδαση του φωτός από σωματίδια διαστάσεων πολύ μικρότερων από το μήκος κύματος ( x, mx << 1), όπως είναι τα άτομα, τα μόρια, και οι πολύ λεπτοί κόκκοι σκόνης. Χαρακτηριστικό της σκέδασης Rayleigh είναι η αναλογία της ενεργού 1 διατομής σκέδασης Rayleigh ( σ R ) με το, σχέση που υπάρχει με διάφορες μορφές στη 4 λ βιβλιογραφία [1-5], μια εκ των οποίων είναι η παρακάτω [1] : σ R 2 ( n 1) 2 s 8 π 1 = Nλ λ όπου n s είναι ο δείκτης διάθλασης του σκεδαστή, N η συγκέντρωση των σκεδαζόντων σωματιδίων και λ το μήκος κύματος του προσπίπτοντος φωτός. Η παραπάνω σχέση είναι γνωστή ως νόμος Rayleigh και περιγράφει με μεγάλη ακρίβεια τη σκέδαση του φωτός στην ατμόσφαιρα. Η ισχυρή εξάρτηση της σκέδασης από το μήκος κύματος έχει ως αποτέλεσμα η ακτινοβολία στην κυανή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος να σκεδάζεται 5-6 φορές πιο αποτελεσματικά από την αντίστοιχη στην ερυθρή - 3 -

16 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ περιοχή, κάτι που έχει ως συνέπεια το μπλε χρώμα του ουρανού κατά τη διάρκεια της μέρας και το κόκκινο στην ανατολή και τη δύση. Τα σωματίδια όντας μικρά ως προς το μήκος κύματος, εκλαμβάνουν την προσπίπτουσα σε αυτά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ως επίπεδο κύμα και σκεδάζουν ένα μικρό τμήμα αυτού σφαιρικά, προς όλες τις κατευθύνσεις (σχήματα [6] και 1.2.3). Σχήμα : Σχηματική αναπαράσταση της σκέδασης Rayleigh. Ο σκεδαστής αλληλεπιδρά με ένα μέρος του προσπίπτοντος επίπεδου κύματος από το οποίο προκύπτει ένα σφαιρικό κύμα σκέδασης. ΣΚΕΔΑΣΗ MIE Η σκέδαση Mie λαμβάνει χώρα όταν το μέγεθος του σωματιδίου είναι της ίδιας τάξης μεγέθους με το μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας ( x 1). Αυτά τα σωματίδια μπορεί να αιωρούνται στον αέρα ή να ευρίσκονται υπό μορφή κολλοειδών σε διάλυμα. Η ένταση και γωνιακή κατανομή της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας είναι μια πολύπλοκη συνάρτηση του μεγέθους των σωματιδίων, της κατανομής μεγεθών και μιγαδικών δεικτών διάθλασης. Ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας πραγματοποιείται με λύση των εξισώσεων Maxwell, η οποία είναι αναλυτική μόνο για συγκεκριμένα απλά συμμετρικά σχήματα σωματιδίων όπως η σφαίρα ή ο κύλινδρος. Γενικά, η ενεργός διατομή της σκέδασης Mie έχει ασθενέστερη εξάρτηση από το μήκος κύματος σε σχέση με τη σκέδαση Rayleigh: σ Mie λ ξ.7 ξ 1.6 [1] Στην ανατολή και τη δύση το φως διαπερνά περισσότερα στρώματα ατμόσφαιρας και σκεδάζεται από περισσότερα σωματίδια σκόνης που αιωρούνται, με αποτέλεσμα να παρατηρούνται μόνο τα κόκκινα μήκη κύματος. μέσο με μιγαδικό δείκτη διάθλασης ανακλά και απορροφά τα προσπίπτοντα σε αυτό ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

17 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Επιπλέον, κατά τη σκέδαση Mie, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σκεδάζεται από τα σωματίδια κατά προτίμηση (μεγαλύτερη πιθανότητα) προς την κατεύθυνση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας (forward scattering) σε αντίθεση με τη σκέδαση Rayleigh στην οποία η πιθανότητα σκέδασης είναι ίση και για τις δυο κατευθύνσεις στη διεύθυνση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (forward & backward scattering) (σχήμα 1.2.3) [7], και είναι ανάλογη του 2 1+ cos θ. Μια πολύ σημαντική εφαρμογή της σκέδασης Mie και Rayleigh αποτελεί η τεχνική LIDAR (LIght Detection And Ranging) που χρησιμοποιείται για μετρήσεις στην ατμόσφαιρα. Μια δέσμη λέιζερ κατευθύνεται μέσω ενός τηλεσκοπίου στην ατμόσφαιρα. Ένα μικρό τμήμα της οπισθοσκεδάζεται από σωματίδια σκόνης, σταγονίδια ή νέφη (σκέδαση Mie) και από μόρια στην ατμόσφαιρα (σκέδαση Rayleigh) συλλέγεται μέσω του τηλεσκοπίου και ανιχνεύεται. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν, για παράδειγμα, να μετρηθεί η συγκέντρωση ενός μορίου στην ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας δέσμες λέιζερ σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος εκ των οποίων το ένα απορροφάται από το μετρούμενο μόριο ενώ το άλλο χρησιμοποιείται για διόρθωση του σήματος από παράγοντες σκέδασης. Έτσι μπορεί να γίνει χαρτογράφηση της ατμόσφαιρας σε διάφορα υψόμετρα (μέχρι 1 km) για μόρια όπως το NO2 (διοξείδιο του αζώτου) το οποίο είναι δείκτης για τη μόλυνση της ατμόσφαιρας και το O3 (όζον). Επιπλέον, είναι δυνατόν να μετρηθεί η θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα σε διαφορετικά υψόμετρα. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της διαπλάτυνσης Doppler της φασματικής γραμμής D των ατόμων Na που αποτελεί κατάλληλο δείκτη για τη μέτρηση της θερμοκρασίας

18 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ Για σκεδαστές με διαστάσεις πολύ μεγαλύτερες από το μήκος κύματος, η γεωμετρική οπτική χρησιμοποιείται για τη διάδοση της έντασης του προσπίπτοντος ηλεκτρομαγνητικού κύματος, με τις απαραίτητες διορθώσεις για την κυματική φύση του φωτός. Το φως απεικονίζεται ως μια δέσμη στο εσωτερικό του σωματιδίου. Περιπτώσεις αυτού του τύπου της σκέδασης παρατηρούνται στη φύση όπως για παράδειγμα η δημιουργία του ουράνιου τόξου [8], αλλά και πειραματικά όπως για παράδειγμα σε μικροσφαιρίδια που εμφανίζουν δράση λέιζερ σε ρυθμούς whispering gallery (σχήμα 1.2.2) [9]. Σχήμα : Σχηματική αναπαράσταση της σκέδασης για μεγάλα σωματίδια σε σχέση με το μήκος κύματος ( x >> 1), η οποία περιγράφεται με τη γεωμετρική οπτική και το φως αναπαρίσταται ως μια δέσμη στο εσωτερικό του σωματιδίου. Στη σφαίρα ή δίσκο του σχήματος αναπαρίσταται ένας ρυθμός whispering gallery που διεγείρεται από το προσπίπτον κύμα. Οι διαφορές στον τρόπο σκέδασης (Rayleigh, Mie, γεωμετρική οπτική) παρουσιάζονται γραφικά (σχήμα 1.2.3) με την κατανομή της σκεδαζόμενης έντασης γύρω από το σωματίδιο για τις περιπτώσεις όπου a) x << 1, b) x = 1 4 και c) x >> 1 [7]. E Σχήμα : Σχηματική αναπαράσταση της κατανομής της σκεδαζόμενης έντασης γύρω από σωματίδιο για τις περιπτώσεις όπου a) x << 1, b) x = 1 και c) x >>

19 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΙΑΧΥΣΗ ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΗ ΣΚΕΔΑΣΗ Σε ένα μέσο με υψηλή συγκέντρωση σκεδαστών το προσπίπτον φως σκεδάζεται πολλαπλά (multiple scattering) και δεν παρατηρούνται φαινόμενα συμβολής λόγω των πολλαπλών και τυχαίων σκεδάσεων. Για την εύρεση μιας περιγραφής για τη μεταφορά του φωτός σε ένα τέτοιο μέσο χρησιμοποιείται η εξίσωση συνέχειας που εκφράζει τη διατήρηση της ενέργειας κατά τη μεταφορά [1] : W t + J = S όπου W είναι η πυκνότητα ενέργειας (J/m 3 ), J είναι η πυκνότητα ρεύματος (φωτόνια/m 2 s), και S είναι η πηγή διάχυτου φωτός από την οποία προέρχεται μια κατευθυνόμενη δέσμη η οποία αφού σκεδαστεί στο μέσο διαχέεται. Εφόσον η ροή του φωτός καθορίζεται από τις διακυμάνσεις των πυκνοτήτων, η απλούστερη πιθανή εξάρτηση δίνεται από το νόμο του Fick: J = D W όπου D είναι η σταθερά διάχυσης σε m 2 s -1. Από το συνδυασμό της εξίσωσης συνέχειας και του νόμου του Fick προκύπτει η εξίσωση διάχυσης: W + J = S W = + t J = D W 2 t D W S - 7 -

20 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Αν το μέσο εμφανίζει απορρόφηση, η δράση της υπολογίζεται ως αρνητική πηγή η οποία είναι ανάλογη της τοπικής έντασης σε ένα σημείο του μέσου. Τότε, η εξίσωση διάχυσης γίνεται: t W 2 = D W + S κ cw a όπου c είναι η ταχύτητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος στο μέσο και κ a είναι ο συντελεστής απορρόφησης ο οποίος ορίζεται από τη σχέση κ a = Nσ a όπου N είναι η συγκέντρωση των σωματιδίων που σκεδάζουν και σ a η ενεργός διατομή απορρόφησης. Αν το μέσο εμφανίζει απολαβή, τότε στην εξίσωση συμπεριλαμβάνεται ένας όρος αντίστοιχος με αυτόν της απορρόφησης αλλά με αρνητικό κ a ορίζοντας έτσι την απολαβή ως αρνητική απορρόφηση. Ένα σημαντικό μέγεθος στη θεωρία για την πολλαπλή σκέδαση είναι το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής (mean free path), το οποίο είναι ένα χαρακτηριστικό μήκος για την περιγραφή της σκέδασης. Για παράδειγμα, το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής σκέδασης (scattering mean free path) ορίζεται ως η μέση απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών γεγονότων σκέδασης. Για μια τυχαία κατανομή μικρών σωματιδίων, το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής γράφεται ως συνάρτηση μιας ενεργού διατομής σ : 1 1 = = Nσ κ όπου το N είναι η συγκέντρωση των σωματιδίων που σκεδάζουν ενώ το κ ονομάζεται συντελεστής της αλληλεπίδρασης

21 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Επομένως, σύμφωνα με τον παραπάνω ορισμό, το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής σκέδασης s θα ισούται με: s = 1 Nσ s Ένα μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής που συνδέεται με αυτό της σκέδασης s είναι το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής μεταφοράς t (transport mean free path). Η ποσότητα t ορίζεται ως η μέση απόσταση την οποία διανύει το φως πριν η κατεύθυνση διάδοσης στο μέσο γίνει τυχαία. Για ισότροπη σκέδαση τα t και s είναι ίσα, ενώ για ανισότροπη σκέδαση το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής μεταφοράς ισούται με: t s 1 = = 1 g Nσ t g 4π = cosθ = 4π ( ) cos( ) sin ( ) p( ) sin ( ) p θ θ θ dθdφ θ θ dθdφ Η παράμετρος g ονομάζεται συντελεστής ανισοτροπίας και ισούται με τη μέση τιμή του συνημίτονου της γωνίας σκέδασης θ για κάθε γεγονός με πιθανότητα p ( θ ) για σκέδαση σε γωνία θ. Η ποσότητα σ t είναι η ενεργός διατομή που περιγράφει τη μέση ορμή που μεταφέρεται στο σκεδαστή. Για τη σκέδαση Rayleigh ισχύει: g = = t s ενώ για τη σκέδαση Mie ισχύει: g.5 = 2 t s - 9 -

22 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Επίσης, η σταθερά διάχυσης που καθορίζει μακροσκοπικά τη μεταφορά του φωτός, συνδέεται με τη μακροσκοπική ταχύτητα διάδοσης c και το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής μεταφοράς t σύμφωνα με τη σχέση: 1 D= c 3 t Ο διαχωρισμός της απλής σκέδασης με την πολλαπλή σκέδαση καθορίζεται με βάση τη σχέση που έχει το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής μεταφοράς t με το πάχος L του δείγματος στο οποίο λαμβάνει χώρα η σκέδαση. Στην περίπτωση όπου L << t η σκέδαση είναι απλή, κάτι που σημαίνει ότι φαινόμενα σκέδασης μεγαλύτερης τάξης είναι αμελητέα και αγνοούνται. Στην περίπτωση όπου L >> t τότε η σκέδαση είναι πολλαπλή. Το αποτέλεσμα των διαφορετικών ειδών σκέδασης φαίνεται στο σχήμα [11]. Σχήμα : Τρία δείγματα με διαφορετική συγκέντρωση αιωρούμενων σωματιδίων σε υγρό που δείχνουν το διαφορετικό βαθμό σκέδασης φωτιζόμενα από πίσω. Αν L το πάχος του δείγματος, τότε το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής σκέδασης στα αριστερά είναι = L 1, στο κέντρο s = L και στα δεξιά = 1L. s s - 1 -

23 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα χαρακτηριστικά μήκη για την απορρόφηση είναι το ανελαστικό μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής (inelastic mean free path) i και το μέσο μήκος απορρόφησης (diffusive absorption length) abs : i = 1 Nσ i = 1 3 abs t i Το ανελαστικό μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής i ορίζεται ως η διανυόμενη διαδρομή για την οποία η ένταση μειώνεται κατά ένα παράγοντα 1 e λόγω της απορρόφησης. Το μέσο μήκος απορρόφησης abs ορίζεται ως η μέση απόσταση (rms) μεταξύ των αρχικών και των τελικών σημείων για διαδρομές μήκους i και για ένα μέσο που σκεδάζει και απορροφά ορίζει το βάθος διείσδυσης σε αυτό. Σε ένα σύστημα που έχει τη δυνατότητα δράσης λέιζερ, ανάλογα με την απορρόφηση, ορίζονται και τα μήκη απολαβής g και ενίσχυσης amp. Το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής απολαβής (gain mean free path) g ορίζεται ως η διανυόμενη διαδρομή για την οποία η ένταση αυξάνεται κατά ένα παράγοντα 1 e + λόγω της απολαβής. Το μέσο μήκος ενίσχυσης (diffusive amplification length) amp ορίζεται ως η μέση απόσταση (rms) μεταξύ των αρχικών και των τελικών σημείων για διαδρομές μήκους g και για ένα μέσο που σκεδάζει και ενισχύει ορίζει το βάθος που ενισχύεται σε αυτό: g = 1 Nσ g 1 = 3 amp t g

24 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο όριο αμελητέας σκέδασης το μέσο μήκος ενίσχυσης amp ισούται με το μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής απολαβής g και ανάλογα ισχύει και για τα μήκη στην απορρόφηση με το μέσο μήκος απορρόφησης abs να ισούται με το ανελαστικό μέσο μήκος ελεύθερης διαδρομής i. Σε ένα μέσο όπως αυτό του σχήματος [6] η ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που σκεδάζεται ή απορροφάται, ελαττώνεται κατά di για κάθε στοιχειώδες τμήμα μήκους dz του μέσου σύμφωνα με το νόμο Beer-Lambert: di = κ Idz I = I e κ xz 1 1 με την προϋπόθεση ότι τα σωματίδια είναι ανεξάρτητα, ώστε να ισχύει η σχέση = =. Nσ κ Η συνδυασμένη δράση της απορρόφησης και της σκέδασης σε ένα μέσο ονομάζεται απόσβεση (extinction) και χαρακτηρίζεται με το συντελεστή απόσβεσης κ ext : κ = κ + κ = ext abs s ext abs s Σχήμα : Σχηματική αναπαράσταση της ελάττωσης της έντασης της προσπίπτουσας δέσμης φωτός εξαιτίας της απορρόφησης ή της σκέδασης. είναι το χαρακτηριστικό μήκος

25 1.2 ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σε ένα σκεδάζον μέσο η μεταφορά του φωτός περιγράφεται με επιτυχία από το μοντέλο του τυχαίου περιπάτου (random walk) το οποίο έχει αναπτυχθεί για την τυχαία κίνηση σωματιδίων σε ένα μέσο. Το φως εισερχόμενο στο σκεδαστικό μέσο σκεδάζεται τυχαία και κατ επανάληψη πριν το εγκαταλείψει κάνοντας έναν περίπλοκο τυχαίο βηματισμό (σχήμα 1.2.5). Αν και στην πραγματικότητα το φως συμπεριφέρεται ως διαχεόμενο κύμα στο σκεδάζον μέσο και όχι ως σωματίδιο, η παραπάνω περιγραφή που βασίζεται σε σωματιδιακή θεώρηση προσεγγίζει με επιτυχία τη διάδοση της πυκνότητας ενέργειας του κύματος. Σχήμα : Ένα παράδειγμα τυχαίου βηματισμού σε ένα σκεδαστικό μέσο 2π Αν η σκέδαση είναι τόσο ισχυρή ώστε k s < 1, όπου k =, τότε τα σκεδαζόμενα λ κύματα συμβάλλουν καταστρεπτικά εμποδίζοντας τη διάδοση του φωτός σε μήκη μεγαλύτερα από το μήκος εντοπισμού οπότε D, όπου D η σταθερά διάχυσης του κύματος στο μέσο. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται εντοπισμός κατά Anderson [12] (Anderson localization) και αποτελεί αντικείμενο έρευνας [13-17] σχετικά με τη διάδοση κλασσικών ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων [18] σε μέσα με ανομοιογένεια της τάξης του μήκους κύματος και με την αύξηση της αντίθεσης στους δείκτες διάθλασης του μέσου και του σκεδαστή. 1 D= c 3 t

26 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΔΡΑΣΗ ΛΕΙΖΕΡ Η λέξη λέιζερ (L.A.S.E.R.) είναι το ακρωνύμιο του όρου Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, (ενίσχυση φωτός μέσω εξαναγκασμένης εκπομπής ακτινοβολίας) και κοινώς υποδηλώνει έναν ταλαντωτή λέιζερ (σχήμα 1.3.1) [6]. Τα βασικά στοιχεία τα οποία συνιστούν ένα ταλαντωτή λέιζερ είναι τα ακόλουθα [19] : (α) το ενεργό μέσο, όπως ένα σύνολο ατόμων, μορίων, ή ιόντων, ή ένας ημιαγώγιμος κρύσταλλος, όπου είναι δυνατές κατάλληλες οπτικές μεταβάσεις, (β) ένας μηχανισμός διέγερσης (οπτικός, ηλεκτρικός, κ.α.) και (γ) ένας μηχανισμός οπτικής ανάδρασης (feedback) που επιτρέπει στο αυθόρμητα εκπεμπόμενο φως (φθορισμό) να διέρχεται κατ επανάληψη από την ίδια περιοχή του διεγερμένου μέσου προκαλώντας εξαναγκασμένη εκπομπή και κατά συνέπεια δράση λέιζερ. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με δύο κάτοπτρα, υψηλού συντελεστή ανάκλασης, τα οποία ορίζουν την κοιλότητα λέιζερ. Άντληση Σχήμα : Η κοιλότητα ενός ταλαντωτή λέιζερ με το ενεργό υλικό. Επίσης φαίνεται και ένας από τους ρυθμούς της κοιλότητας στον οποίο το φως μπορεί να συντονιστεί και να ενισχυθεί έχοντας διεγείρει το ενεργό υλικό. Η εξερχόμενη δέσμη είναι κατευθυνόμενη. Η απλούστερη μορφή μιας κοιλότητας, είναι αυτή ενός ταλαντωτή Fabry-Perot μήκους L. Οι διαμήκεις ρυθμοί της κοιλότητας είναι στάσιμα κύματα, τα οποία αλλάζουν φάση κατά 2π για μια πλήρης διαδρομή 2L (round trip). Το φως που βρίσκεται σε ένα ρυθμό συντονίζεται μέσω της ανάδρασης (feedback), ενισχύεται και εξέρχεται από την κοιλότητα (ένα μικρό ποσοστό σε ενέργεια) μέσω ενός από τα κάτοπτρα το οποίο δεν είναι πλήρως ανακλαστικό. Οι ρυθμοί της κοιλότητας είναι καλά καθορισμένοι κατά μήκος της κοιλότητας και έχουν καλά

27 1.3 ΔΡΑΣΗ ΛΕΙΖΕΡ ΕΙΣΑΓΩΓΗ καθορισμένη συχνότητα (η οποία έχει κάποιο εύρος λόγω των απωλειών). Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών ρυθμών λέιζερ είναι: δν = n c ( round trip) όπου n ο δείκτης διάθλασης του μέσου. Οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε ενεργά υλικά λέιζερ περιγράφονται με βάση ενεργειακά διαγράμματα τριών ή τεσσάρων επιπέδων (σχήμα 1.3.2). Σχήμα : Συστήματα λέιζερ τριών (αριστερά) και τεσσάρων (δεξιά) επιπέδων. Το ενεργό υλικό διεγείρεται από τη θεμελιώδη του κατάσταση () σε μια διεγερμένη (2) με πολύ μικρό χρόνο ζωής. Τότε το σύστημα μεταβαίνει σε μια μετασταθή κατάσταση (1) με χρόνο ζωής από λίγα ns ως και αρκετά ms. Προϋπόθεση για τη δράση λέιζερ είναι η αναστροφή πληθυσμών (περιγράφεται παρακάτω) κάτι που επιτυγχάνεται για ένα σύστημα τριών επιπέδων μεταξύ των καταστάσεων (1) και () και για αυτό η συγκεκριμένη μετάβαση ονομάζεται μετάβαση λέιζερ. Για ένα σύστημα τεσσάρων επιπέδων η μετάβαση λέιζερ επιτυγχάνεται μεταξύ των καταστάσεων (1) και ( ). Η αποδιέγερση από τη διεγερμένη κατάσταση είναι δυνατόν να γίνει με τρεις διαδικασίες: αυθόρμητη εκπομπή, εξαναγκασμένη εκπομπή (σχήμα 1.3.3) [6] και μηακτινοβολητική αποδιέγερση (αυθόρμητη διαδικασία)

28 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η αυθόρμητη εκπομπή αντιστοιχεί στην εκπομπή ακτινοβολίας από το μοριακό ταλαντωτή, με χρόνο ζωής τ. Το φως προερχόμενο από μια τέτοια μετάβαση εκπέμπεται προς όλες τις κατευθύνσεις και έχει ένα εύρος στη συχνότητα λόγω του πεπερασμένου χρόνου ζωής: ένα αυθόρμητα αποδιεγειρόμενο μόριο μπορεί να εκπέμψει ένα φωτόνιο σε οποιαδήποτε κατεύθυνση με οποιαδήποτε ενέργεια εντός του φασματικού εύρους της ακτινοβολίας του εκπεμπόμενου φθορισμού του μορίου. Η μη-ακτινοβολητική αποδιέγερση παράγει μόνο θερμότητα (μέσω αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον) και θεωρείται ως ένα είδος απώλειας για την εκπεμπόμενη ακτινοβολία. Η εξαναγκασμένη εκπομπή είναι η διαδικασία η οποία οδηγεί στην ενίσχυση. Για παράδειγμα έστω ότι το ενεργό υλικό αποτελείται από μόρια οργανικής χρωστικής (laser dyes). Τότε, αν ένα φωτόνιο αλληλεπιδράσει με ένα διεγερμένο μόριο, το αποτέλεσμα θα είναι η εξαναγκασμένη αποδιέγερση του μορίου και η εκπομπή ενός δεύτερου φωτονίου πανομοιότυπου με το προσπίπτον (μήκος κύματος, φάση, κατεύθυνση). Η διαδικασία αυτή επαναλαμβανόμενη θα προκαλέσει την ενίσχυση της ακτινοβολίας. Για να γίνει κάτι τέτοιο εφικτό, χρειάζεται ο αριθμός των διεγερμένων μορίων (κατάσταση 1 στο σχήμα 1.3.2) να υπερβαίνει τον αριθμό των μορίων στη θεμελιώδη κατάσταση (κατάσταση ή ). Αυτή η προϋπόθεση ονομάζεται αναστροφή πληθυσμών. Για την έναρξη της ενίσχυσης του λέιζερ μέσω των ταλαντώσεων ενεργεί ως διαταραχή η αυθόρμητη εκπομπή. Έτσι, η αυθόρμητα εκπεμπόμενη ακτινοβολία φθορισμού που τυχαίνει να βρίσκεται σε ένα ρυθμό της κοιλότητας, ενισχύεται μέσω της εξαναγκασμένης εκπομπής, αν η διαθέσιμη απολαβή (gain) σε αυτή τη συχνότητα είναι ικανή να αντισταθμίσει τις απώλειες αυτού του ρυθμού. Αυτή η κατάσταση (η αντιστάθμιση των απωλειών) αποτελεί το κατώφλι της δράσης λέιζερ. Σε χαμηλό ρυθμό άντλησης ο πληθυσμός της διεγερμένης κατάστασης είναι μικρός και ένα στάσιμο κύμα δεν μπορεί να ενισχυθεί, επειδή η ένταση του μειώνεται στην κοιλότητα Σχήμα : Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με άτομο. Οι διαδικασίες (α) της απορρόφησης, (β) της εξαναγκασμένης εκπομπής και (γ) της αυθόρμητης εκπομπής.

29 1.4 ΔΡΑΣΗ ΛΕΙΖΕΡ ΜΕ ΠΟΛΛΑΠΛΗ ΣΚΕΔΑΣΗ (RANDOM LASER) ΕΙΣΑΓΩΓΗ (εξερχόμενο από το κάτοπτρο ή λόγω άλλων απωλειών) γρηγορότερα από ότι αυξάνεται μέσω της διαδικασίας διέγερσης και το αποτέλεσμα είναι η αυθόρμητη εκπομπή (η οποία λαμβάνει χώρα προς όλες τις κατευθύνσεις) να κυριαρχεί της εξαναγκασμένης εκπομπής και να μην παράγεται δέσμη λέιζερ. Σε υψηλό ρυθμό άντλησης επιτυγχάνεται αναστροφή πληθυσμού ικανή να αντισταθμίσει τις απώλειες της κοιλότητας και να υποστηρίξει δράση λέιζερ σε ένα ρυθμό. Το πεδίο στο ρυθμό με δράση λέιζερ είναι τόσο ισχυρό και γρήγορο, που τα περισσότερα μόρια δεν προλαβαίνουν να αποδιεγερθούν αυθόρμητα πριν τα αποδιεγείρει εξαναγκασμένα το πεδίο. Τα περισσότερα φωτόνια βρίσκονται σε αυτό το ρυθμό και εξέρχονται της κοιλότητας παράγοντας μια δέσμη σύμφωνου φωτός. Τα χαρακτηριστικά της δέσμης του λέιζερ είναι η χωρική και χρονική συμφωνία, η υψηλή ένταση και η μονοχρωματικότητα. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν τα λέιζερ τις σημαντικότερες πηγές φωτός στη φυσική. 1.4 ΔΡΑΣΗ ΛΕΙΖΕΡ ΜΕ ΠΟΛΛΑΠΛΗ ΣΚΕΔΑΣΗ (RANDOM LASER) Παρά την ανταγωνιστική φύση της δράσης λέιζερ και της σκέδασης, τα τελευταία χρόνια έχει επιτευχθεί ο συνδυασμός αυτών των δύο ώστε να υπάρξει δράση λέιζερ μέσω πολλαπλής σκέδασης [2]. Όπως περιγράφηκε στην ενότητα 1.3, σε μια τυπική κοιλότητα λέιζερ τα αυθόρμητα εκπεμπόμενα φωτόνια (που προκύπτουν από την αποδιέγερση του ενεργού μέσου που έχει αντληθεί) ανακλώνται από τα κάτοπτρα της κοιλότητας και με πολλαπλές διελεύσεις μέσα από το ομοιογενές ενεργό μέσο προκαλούν την εξαναγκασμένη εκπομπή και άλλων όμοιων φωτονίων. Με αυτό τον τρόπο, βαθμιαία δημιουργείται δέσμη έντονης και σύμφωνης ακτινοβολίας, μια δέσμη λέιζερ. Η διάδοση του φωτός μέσα σε ένα σύστημα random laser περιγράφεται ως ένας τυχαίος βηματισμός (σχήμα 1.2.5) των φωτονίων με την κατεύθυνση του κάθε βήματος να καθορίζεται από τους νόμους των πιθανοτήτων. Η παρουσία των σκεδαστών αυξάνει το μήκος της διαδρομής που διανύει η εισερχόμενη δέσμη φωτός στο υλικό [21]. Όπως και με τα συνήθη λέιζερ, το ενεργό μέσο που απορροφά και ενισχύει την ακτινοβολία εξακολουθεί να υπάρχει αλλά το ρόλο της κοιλότητας πλέον τον αντικαθιστά το σκεδάζον υλικό. Τα φωτόνια που παράγονται από την αυθόρμητη εκπομπή σκεδάζονται πολλαπλά από τα σωματίδια του σκεδαστή και παραμένουν κοντά σε περιοχές όπου το ενεργό μέσο είναι διεγερμένο με αποτέλεσμα την εξαναγκασμένη

30 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ εκπομπή από τις διεγερμένες περιοχές. Δηλαδή τα σωματίδια του σκεδαστή καθορίζουν μια πληθώρα μικροκοιλοτήτων οι οποίες προκαλούν τον εντοπισμό του φωτός [22]. Κατά την άντληση σε χαμηλές τιμές ροής ενέργειας παρατηρείται ο φθορισμός από το ενεργό μέσο που οφείλεται στην αυθόρμητη εκπομπή των διεγερμένων ατόμων ή μορίων. Σε υψηλές τιμές ροής ενέργειας άντλησης, οπότε και η διέγερση είναι πιο αποτελεσματική και για περισσότερα άτομα ή μόρια, τα φαινόμενα της εξαναγκασμένης εκπομπής είναι έντονα και τελικά οδηγούν στην ενίσχυση και ανάπτυξη δράσης λέιζερ μέσω των μικροκοιλοτήτων. Τέτοια φαινόμενα, ενίσχυσης του φωτός, παρατηρήθηκαν σε συστήματα που παρουσιάζουν μεγάλο βαθμό αταξίας όπως για παράδειγμα διαλύματα οργανικών χρωστικών που περιέχουν σκεδάζοντα σωματίδια ή ακόμα και συστήματα με σωματίδια ημιαγωγού (σχήμα 1.4.1) [23]. Σχήμα : (α) Συμβατική κοιλότητα λέιζερ, όπου τα φωτόνια μέσω ανάδρασης εκτελούν πολλαπλές διελεύσεις μέσα από το ομοιογενές ενεργό μέσο προκαλώντας την εξαναγκασμένη εκπομπή και με αποτέλεσμα τη δράση λέιζερ και (β) Σύστημα random laser, όπου τα φωτόνια μέσω πολλαπλών σκεδάσεων «παγιδεύονται» στο ενεργό μέσο προκαλώντας την εξαναγκασμένη εκπομπή και με αποτέλεσμα τη δράση random laser

31 1.5 ΑΝΑΣΚΟΠΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.5 ΑΝΑΣΚΟΠΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER Την περίοδο ο V. S. Letokhov, από τη Ρωσική Ακαδημία Επιστημών του Troitzk, πρώτος υπολόγισε θεωρητικά τις οπτικές ιδιότητες ενός μέσου ανομοιόμορφης κατανομής που ταυτόχρονα ενισχύει και σκεδάζει την ακτινοβολία [24-26]. Πιο συγκεκριμένα, μελέτησε τη γένεση ακτινοβολίας από ένα μέσο με σκεδαστές και αρνητικό συντελεστή απορρόφησης (gain) όταν η μέση ελεύθερη διαδρομή t (ενότητα 1.2.2) του φωτονίου είναι μικρότερη από τις διαστάσεις της σκεδάζουσας περιοχής, γεγονός που συμβαίνει όταν η κίνηση του φωτονίου καθορίζεται από τους νόμους της διάχυσης. Με τον τρόπο αυτό προέβλεψε θεωρητικά την παραγωγή ενός ταλαντωτή λέιζερ σταθερής συχνότητας. Αυτή ήταν ενδεχομένως η πρώτη αναφορά στο φαινόμενο που ονομάζεται σήμερα random laser. Για ένα σεβαστό χρονικό διάστημα η θεωρητική πρόβλεψη του V. S. Letokhov δεν συνοδεύονταν από κάποια πειραματική επιβεβαίωση. Το 1986, η ομάδα του V. M. Markushev διεγείροντας Na5La1-xNdx(MoO4)4 σε μορφή σκόνης (υλικό που σε μορφή κρυστάλλου χρησιμοποιείται ως ενεργό μέσο σε λέιζερ στερεάς κατάστασης), παρατήρησε ότι για τιμές ροής ενέργειας διέγερσης μεγαλύτερες από μια τιμή κατωφλίου η ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας αυξήθηκε περίπου κατά τέσσερις τάξεις μεγέθους παράλληλα με δραματική χρονική και φασματική όξυνση [27]. Το παρατηρούμενο φαινόμενο αποδόθηκε σε εξαναγκασμένη εκπομπή από ενεργό μέσο σε μορφή σκόνης. Το 1993 ο A. Migus και οι συνεργάτες του [28], όπως και οι D. Wiersma και A. Lagendijk [29,3] σε επόμενες εργασίες, έδειξαν κατόπιν λειοτρίβησης και μετατροπής κρυστάλλων λέιζερ (π.χ. Ti:Al2O3, Cr:Al2O3) σε σκόνη, ότι είναι δυνατή η κατασκευή ενός μέσου τυχαίας κατανομής κέντρων σκέδασης που οδηγεί σε ενίσχυση της ακτινοβολίας, σύμφωνα με τις μελέτες του Letokhov. Ταυτόχρονα με τη διέγερση (δέσμη άντλησης) το υλικό ακτινοβολείται με δέσμη λέιζερ (δέσμη παρατήρησης) στην περιοχή που εμφανίζεται η εκπομπή φθορισμού (σχήμα 1.5.1) [29,3]. Η προσπίπτουσα ακτινοβολία σκεδάζεται πολλαπλά (λόγω της κοκκώδους δομής της σκόνης) ακολουθώντας τυχαίες διαδρομές μεταξύ των κόκκων. Όταν αυτές οι διαδρομές (μονοπάτια) είναι αρκετά μεγάλες η ακτινοβολία ενισχύεται μέσω της εξαναγκασμένης εκπομπής από το διεγερμένο υλικό. Σημειώνεται ότι απουσία της δέσμης άντλησης δεν παρατηρείται ενίσχυση της δέσμης παρατήρησης

32 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σχήμα : H κόκκινη δέσμη, εισερχόμενη από αριστερά, σκεδάζεται τυχαία από τα μικροσωματίδια. Η ακτινοβολία ενισχύεται μετά από κάθε σκέδαση όταν τα μικροσωματίδια (της σκόνης του κρυστάλλου λέιζερ) έχουν διεγερθεί με την έντονη πράσινη δέσμη που προσπίπτει από τα δεξιά. Η μονοχρωματικότητα κατά τη δράση λέιζερ οφείλεται σε μια διεργασία γνωστή ως gain narrowing που παρατηρείται κατά τη διέλευση του φωτός (των φωτονίων) από διεγερμένο ενεργό υλικό. Ο συντελεστής ενίσχυσης παρουσιάζει μέγιστο σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος. Με τη πολλαπλή διέλευση των φωτονίων μέσα από το ενεργό υλικό, ενισχύονται κατά προτίμηση αυτά που βρίσκονται στο μήκος κύματος του μέγιστου του συντελεστή ενίσχυσης και αυτό καθορίζει το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Παρά τις προηγούμενες εργασίες, η ερευνητική δραστηριότητα της ομάδας του N. Lawandy (Πανεπιστήμιο Princeton, Η.Π.Α.) ήταν εκείνη που λειτούργησε καταλυτικά στην ανάπτυξη του πεδίου. Ο Lawandy και οι συνεργάτες του (1993) [31] μελέτησαν τις ιδιότητες της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας από διάλυμα οργανικής χρωστικής λέιζερ (Ροδαμίνη 64) παρουσία σκεδαστών (κολλοειδές αιώρημα σωματιδίων TiO2). Στο πείραμα, τα κολλοειδή διαλύματα ακτινοβολήθηκαν με τη δεύτερη αρμονική (532 nm) ενός λέιζερ Nd:YAG και καταγράφηκε η φασματική και χρονική απόκρισή τους. Πάνω από μια συγκεκριμένη τιμή ισχύος άντλησης, παρατηρήθηκε δραματική φασματική (σχήμα 1.5.2) και χρονική (σχήμα 1.5.3) όξυνση [31] της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, που είναι χαρακτηριστικά της δράσης λέιζερ, επιβεβαιώνοντας έτσι ότι η εκπομπή από τέτοια συστήματα διαθέτει φασματικές και χρονικές ιδιότητες παρόμοιες με αυτές ενός ταλαντωτή λέιζερ απουσία εξωτερικής και καθορισμένης κοιλότητας. Τα παραπάνω χαρακτηριστικά δεν παρουσιάστηκαν στην περίπτωση διαλύματος χρωστικής απουσία - 2 -

33 1.5 ΑΝΑΣΚΟΠΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER ΕΙΣΑΓΩΓΗ σκεδαστών και για αυτό η συμπεριφορά που παρατηρήθηκε αποδόθηκε στην παρουσία των σκεδαστών. Από το σχήμα παρατηρείται ότι το φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας από το διάλυμα χρωστικής (απουσία σκεδαστών) ακόμα και σε υψηλές τιμές ενέργειας έχει ευρεία κατανομή (σχήμα 1.5.2α), ενώ με την παρουσία σκεδαστών και την αύξηση της ενέργειας παρατηρείται σημαντική φασματική όξυνση (σχήμα 1.5.2c). Βέβαια, το φαινόμενο της φασματικής όξυνσης είναι γνωστό ακόμα και σε ομοιογενή μέσα, με την ονομασία : ενισχυμένη αυθόρμητη εκπομπή (ASE Amplified Spontaneous Emission) [32,33]. Αυτό όμως που είναι αξιοσημείωτο στα παραπάνω πειράματα, είναι ότι η τιμή της ενέργειας άντλησης του κατωφλίου για το οποίο παρατηρείται η φασματική όξυνση είναι δύο τάξεις μεγέθους μικρότερη στο σύστημα με τα μικροσφαιρίδια σκεδαστών και την οργανική χρωστική σε σχέση με αυτή για το ομοιογενές σύστημα χωρίς τους σκεδαστές. Σχήμα : Εκπομπή φθορισμού από διαλύματα ροδαμίνης 64 σε μεθανόλη παρουσία και απουσία σκεδαστών. Το φάσμα α αντιστοιχεί στην εκπομπή από διάλυμα με συγκέντρωση χρωστικής Μ που αντλείται από παλμό 3 mj (7 ns) μήκους κύματος 532 nm. Τα φάσματα b και c είναι τα φάσματα εκπομπής του κολλοειδούς διαλύματος χρωστικής με συγκέντρωση σωματιδίων TiO cm -3 που αντλείται με παλμούς 2.2 μj και 3 mj (7 ns) αντίστοιχα. Η ένταση του φάσματος b έχει πολλαπλασιαστεί κατά έναν παράγοντα του 1, ενώ του c έχει διαιρεθεί με έναν παράγοντα του

34 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σχήμα : Η χρονική εξέλιξη του φθορισμού της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας από κολλοειδές διάλυμα ροδαμίνης 64 σε μεθανόλη με σκεδαστές TiO 2 που αντλείται με διαδοχικούς παλμούς διάρκειας 8 ps. (α) Χρονική εξέλιξη ομογενούς διαλύματος χρωστικής αντλούμενου με τη μέγιστη ενέργεια του παλμού, (b) και (c) οι χρονικές εξελίξεις της εκπομπής φθορισμού κολλοειδούς διαλύματος χρωστικής με νανοσωματίδια TiO 2 σε χαμηλή και υψηλή ενέργεια άντλησης. Η διέγερση αποκαλύπτει μια συμπεριφορά κατωφλίου και στα χρονικά χαρακτηριστικά. Όταν η ενέργεια του παλμού άντλησης δεν ξεπερνά την κρίσιμη τιμή κατωφλίου πάνω από την οποία παρατηρείται δράση λέιζερ, η χρονική εκπομπή του κολλοειδούς διαλύματος χρωστικής και των σωματιδίων TiO2, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.5.2b είναι παρόμοια με αυτήν ενός καθαρού διαλύματος χρωστικής που αντλείται σε όλες τις ενέργειες ακόμα και τις πιο υψηλές (σχήμα 1.5.2α). Το χρονικό εύρος της εκπομπής φθορισμού είναι περίπου 4 ns και αποτελεί χαρακτηριστική τιμή για τη χρωστική Ροδαμίνη 64 (χρόνος ζωής φθορισμού). Όταν όμως η ενέργεια άντλησης υπερβαίνει την τιμή κατωφλίου, παρατηρείται δραματική χρονική όξυνση (σχήμα 1.5.3c) με εύρος μικρότερο από 3 ps που αποδίδεται στη διαδικασία εξαναγκασμένης εκπομπής. Σε όλες τις περιπτώσεις οι συγκεντρώσεις της χρωστικής ( Μ) και των νανοσωματιδίων TiO2 ( cm -3 ) παραμένουν σταθερές

35 1.5 ΑΝΑΣΚΟΠΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER ΕΙΣΑΓΩΓΗ Με βάση πρόσφατα πειράματα των ερευνητικών ομάδων του S. V. Frolov [34] και της H. Cao [35,36], κατά τα οποία παρατηρήθηκε δράση λέιζερ από συζυγιακά πολυμερή και οργανικές χρωστικές αντίστοιχα, παρουσία σκεδαστών, έχει υποστηριχθεί μια σύνδεση μεταξύ της δράσης λέιζερ και του εντοπισμού του φωτός κατά Anderson (Anderson localization) [12-18]. Ειδικότερα σε πειράματα που έγιναν από την H. Cao [35,37] και την ομάδα της σε πολυκρυσταλλικά υμένια ZnO και GaN (με σωματίδια διαστάσεων περίπου 1 nm) παρατηρήθηκε σύμφωνη δράση random laser. Όταν τα υμένια αντλήθηκαν με παλμό λέιζερ σε τιμή ροής ενέργειας μεγαλύτερη από την τιμή κατωφλίου, παρατηρήθηκε σημαντική ενίσχυση του εκπεμπόμενου φθορισμού από το δείγμα και δραματική φασματική όξυνση. Στην πραγματικότητα, δύο διαφορετικές μορφές ενεργειακού κατωφλίου παρατηρήθηκαν: ένα της φασματικής όξυνσης και ένα της εμφάνισης ρυθμών (modes) (σύμφωνη δράση random laser) (σχήμα 1.5.4a) [35]. Οι ρυθμοί, όπως προτείνεται, προκύπτουν από την ενίσχυση του φωτός κατά μήκος συγκεκριμένων κλειστών κυκλικών διαδρομών (loops) (σχήμα 1.5.4) [35,3]. Παρατηρήθηκε ότι για διαφορετικές γεωμετρίες διέγερσης και ανίχνευσης της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, οι φασματικές κορυφές των ρυθμών της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας εμφανίζονται σε διαφορετικά μήκη κύματος. Αυτή η παρατήρηση υποδηλώνει ότι λόγω του εντοπισμού του φωτός η εκπεμπόμενη ακτινοβολία προέρχεται από διαφορετικές μικροκοιλότητες (κλειστές κυκλικές διαδρομές) που σχηματίζονται στο φιλμ (σχήμα 1.5.4b) [3]. Την περίοδο 21-23, η ερευνητική ομάδα του D. S. Wiersma, πραγματοποίησε πειράματα για τη μελέτη της δράσης random laser σε συστήματα υγρών κρυστάλλων [39-42]. Χρησιμοποιώντας υγρό κρύσταλλο σε πορώδες σκεδαστικό μέσο είναι δυνατόν να ελέγχεται η σταθερά διάχυσης. Οι υγροί κρύσταλλοι έχουν την ιδιότητα να αλλάζουν φάσεις κατά τη θέρμανσή τους, με την κάθε φάση να αντιστοιχεί σε διαφορετικό δείκτη διάθλασης και επομένως να διαφοροποιεί το δείκτη σκέδασης στο μέσο. Επομένως, σε ένα πορώδες σκεδαστικό μέσο που περιέχει οργανική χρωστική λέιζερ και υγρό κρύσταλλο, υπάρχει ισχυρή εξάρτηση της σταθεράς διάχυσης από τη θερμοκρασία και επομένως και του μήκους ελεύθερης διαδρομής μεταφοράς. Έτσι, είναι δυνατόν να ελέγχεται ο συντελεστής σκέδασης στο μέσο και να γίνονται Η πρώτη αναφορά για δράση λέιζερ από ZnO σε μορφή σκόνης αναφέρθηκε το 1981 [38]. 1 D = c t (ενότητα 1.2.2)

36 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ (a) (b) Σχήμα : (a) Φάσματα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας από υμένια ZnO με την ενέργεια άντλησης να αυξάνει (από κάτω προς τα πάνω). Στο μέσο δεξί ένθετο διάγραμμα φαίνεται ο σχηματισμός ενός κλειστού μονοπατιού που ακολουθούν τα φωτόνια σκεδαζόμενα σε ένα μέσο με τυχαίους σκεδαστές. (b) Σχηματική αναπαράσταση των κλειστών κυκλικών διαδρομών που σχηματίζονται όταν το φως ταξιδεύει μέσα σε σύστημα με υψηλή συγκέντρωση σκεδαστών μελέτες με το ίδιο σύστημα για ασθενή και ισχυρή σκέδαση. Σε χαμηλές θερμοκρασίες παρατηρήθηκε δράση random laser, ενώ υπό τις ίδιες συνθήκες άντλησης σε υψηλότερες θερμοκρασίες η τιμή του κατωφλίου της δράσης random laser ήταν πολύ μεγαλύτερη και παρατηρήθηκε εκπομπή φθορισμού (σχήμα 1.5.5a) [39]. Αυτή η συμπεριφορά χαρακτηρίζεται από την απότομη μετάβαση από τη δράση random laser στο φθορισμό όπως φαίνεται στα σχήματα 1.5.5b και 1.5.5c μέσω του φασματικού εύρους και της φασματικής έντασης συναρτήσει της θερμοκρασίας [39]

37 1.5 ΑΝΑΣΚΟΠΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σχήμα : Η δράση ενός συστήματος random laser ελεγχόμενου από τη θερμοκρασία. Τα δείγματα με τους υγρούς κρυστάλλους αντλούνται με λέιζερ Nd:YAG (λ=532 nm, τ=14 ns, διάμετρος επιφάνειας άντλησης=1.9 mm) (a) Φάσματα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας για διαφορετικές θερμοκρασίες του υγρού κρυστάλλου. Το φάσμα στους 35 C παρουσιάζεται σε κλίμακα 1 φορές μικρότερο. (b) Το φασματικό εύρος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας συναρτήσει της θερμοκρασίας. Στους 42.5 C παρουσιάζεται μια απότομη μείωση στο φασματικό εύρος για μικρότερες θερμοκρασίες που οφείλεται στη δράση random laser. (c) Η ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας συναρτήσει της θερμοκρασίας. Στους 42.5 C παρουσιάζεται μια απότομη αύξηση στην ένταση για μικρότερες θερμοκρασίες που οφείλεται στη δράση random laser. Χρησιμοποιώντας συνδυασμούς σκεδαστικού μέσου και υγρού κρυστάλλου είναι δυνατόν να ρυθμίζεται σε διαφορετικό βαθμό η δράση random laser και να παρατηρείται για παράδειγμα σταδιακά ή απότομα για μεταβολές της θερμοκρασίας. Οι R. C. Polson και Z. V. Vardeny, παρουσίασαν το 24 τη μελέτη τους γύρω από τη δράση random laser σε βιολογικούς ιστούς, συμπεριλαβονομένων και δειγμάτων ανθρώπινου ιστού, κατόπιν εμποτισμού τους με οργανική χρωστική λέιζερ [43], ενώ είχαν προηγηθεί μελέτες για τη δράση random laser σε ιστούς ζώων από την ερευνητική ομάδα του R. R. Alfano το 1995 [44]. Παρατήρησαν δράση λέιζερ με σύμφωνη ανάδραση τόσο σε υγιείς όσο και σε καρκινικούς ιστούς. Το σημαντικό είναι ότι συγκρίνοντας καρκινικούς ιστούς με αντίστοιχους υγιείς, οι ρυθμοί λέιζερ στους πρώτους ήταν περισσότεροι (σχήμα 1.5.6) γεγονός το οποίο είναι

38 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ δυνατό να οδηγήσει στην ανάπτυξη τεχνικής με απεικονιστική διάγνωση για το διαχωρισμό μεταξύ καρκινικών και υγιών ιστών [43]. Μελέτες του φαινομένου της δράσης random laser σε οργανικές χρωστικές και νανοσύνθετα υβριδικά συστήματα που αποτελούνται από ημιαγώγιμα σωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO) σε μήτρα οργανικού πολυμερούς διεξάγονται τα τελευταία χρόνια στα εργαστήρια του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής & Λέιζερ (Ι.Η.Δ.Λ.) του Ιδρύματος Τεχνολογίας & Έρευνας (Ι.Τ.Ε.) σε συνεργασία με την ερευνητική ομάδα του Καθ. Ε. Π. Γιαννέλη στο Πανεπιστήμιο Cornell [45-52]. Οι μελέτες αφορούν στην καταγραφή της συμπεριφοράς ποικιλίας συστημάτων και κατανόηση του φαινομένου και της εξάρτησής του από παράγοντες όπως το ενεργό υλικό, ο φορέας, η σύσταση και η θερμοκρασία του δείγματος. για παράδειγμα πίνακες και Σχήμα : Φάσματα εκπεμπόμενης ακτινοβολίας random laser από ανθρώπινο ιστό εμποτισμένο με Ροδαμίνη 6G (Rh6G). (a) Δύο τυπικά φάσματα εκπομπής random laser από υγιή ιστό. Οι φασματικές γραμμές αποτελούν ρυθμούς από τη σύμφωνη ανάδραση. (b) Φωτογραφία υγιούς ιστού στο μικροσκόπιο (c) και (d), ό,τι και για (a) και (b), αλλά για καρκινικό ιστό. Παρατηρούνται περισσότεροι ρυθμοί λέιζερ στα φάσματα από το σχηματισμό περισσότερων μικροκοιλοτήτων στον ιστό, οι οποίες οφείλονται στην έντονη σκέδαση λόγω της έντονης ανομοιογένειας, όπως φαίνεται και στην φωτογραφία (d).

39 1.5 ΑΝΑΣΚΟΠΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ RANDOM LASER ΕΙΣΑΓΩΓΗ Επιπλέον διεξάγονται πειράματα για τη μέτρηση της συμφωνίας της ακτινοβολίας random laser καθώς και για την παρασκευή συστημάτων που εμφανίζουν δράση random laser με σύμφωνη ανάδραση, ένδειξη της οποίας είναι η εμφάνιση ρυθμών στο φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Παράλληλα με τα πειράματα, τα τελευταία χρόνια πραγματοποιούνται θεωρητικοί υπολογισμοί και πειραματικές μετρήσεις συναρτήσει πολλών παραμέτρων με απώτερο σκοπό την πλήρη εξήγηση του φαινομένου και δυνατότητα ελέγχου των παραμέτρων από τις οποίες εξαρτάται αυτό [53-6]. Στον πίνακα που ακολουθεί περιγράφονται συνοπτικά διάφορα συστήματα random laser που έχουν μελετηθεί από ερευνητικές ομάδες μαζί με χαρακτηριστικές παραμέτρους άντλησης

40 Πίνακας : Συστήματα random laser που έχουν μελετηθεί από ερευνητικές ομάδες μαζί με χαρακτηριστικές παραμέτρους διέγερσης και την τιμή ροής ενέργειας κατωφλίου δράσης random laser. Ερευνητική ομάδα Σύστημα Random Laser Παράμετροι διέγερσης Τιμή κατωφλίου δράσης Random Laser Ενεργό υλικό/σκεδαστές/φορέας/λ em λ exc /τ exc / F threshold (mj/cm 2 ) W. L. Sha et al. Rh 64/TiO 2 /MeOH/62nm & 65nm 532nm/3ns/1μm 9 R. M. Balachandran & N. M. Lawandy F. Hide et al. R. M. Balachandran et al. Rh 64/TiO 2 /MeOH/617nm & 648nm 532nm/7ns/ ~2 MEH-PPV/TiO 2 /Polystyrene/6nm or MEH-PPV/TiO 2 /cyclohexanone/6nm 532nm/1ns/15μm ~14 or 4 Rh64/TiO 2 /MeOH/617nm & 648nm 532nm/5ns/17μm 15 D. M. Bagnall et al. ZnO/ZnO/sapphire substrate/44nm 355nm/6ns/stripe 5μm 1.44 M. A. Noginov et al. LiF/powder/air/936nm 532nm/15ns/ 25 S. Tanosaki et al. Acridine orange dye (ACO) microdroplets/intralipid/aco/575nm 48nm/2ps/25μm H. Cao et al. ZnO/ZnO/silica substrate/388nm 355nm/15ps/35μm.2 H. Yanagi et al. Rh B/TiO 2 /SiO 2 /62nm 51nm/ /.1 mj G. Zacharakis et al. Rh 11/PS spheres/pmma/ or Rh 6G/PS spheres/pmma/58nm or DCM/PS spheres/pmma/62nm S. V. Frolov et al. Rh6G/opals/ethylene glycol/56nm G. van Soest et al. SRhB/TiO 2 /MeOH/59nm 496nm/5fs/5μm 532nm/1ps/ stripe 3-1μm 532nm/6ns/ 8μm - 2μm or 9-11 or Βιβλιογραφία OL v19 p1922 (1994) OL v21 p163 (1996) CPL v256 p424 (1996) AO v35 p64 (1996) APL v7 p223 (1997) JOSAB v14 p2153 (1997) AO v37 p2379 (1998) APL v73 p3656 (1998) CPL v292 p332 (1998) AO v38 p687 (1999) OC v162 p241 (1999) OL v24 p36 (1999)

41 Ερευνητική ομάδα S. V. Frolov et al. H. Cao et al. R.K. Thareja & A. Mitra Σύστημα Random Laser Παράμετροι διέγερσης Τιμή κατωφλίου δράσης Random Laser Ενεργό υλικό/σκεδαστές/φορέας/λ em λ exc /τ exc / F threshold (mj/cm 2 ) DOO-PPV/quartz substrate/63nm or Rh 6G/SiO 2 balls/gelatine/56nm ZnO/ZnO/ITO coated glass substrate/385nm 532nm/1ps/ 5μm - 1μm nm/15ps/38μm.1 ZnO/ZnO/pellet/39nm 355nm/5ns/1μm 7.5 K. Totsuka et al. Kiton Red/PS spheres/meoh/585nm 532nm/8ns/ 1μm, 1μm, 2μm H. Cao et al. Rh 64/ZnO/MeOH/68nm 532nm/25ps/<2μm >1 Y. Ling et al. Rh 64/TiO 2 /PMMA/68nm or ZnO/ZnO/sapphire substrate/385nm A. Otomo et al. DCM/dendrimers/PMMA/6nm 532nm/25ps/5μm or 355nm/15ps/6-2μm 532nm/3ns/ stripe 18μm 24μm G. Zacharakis et al. Coumarin 37/TiO 2 /gelatine/48nm 8nm/2fs/44μm 4 M. Bahoura et al. M. Anni et al. B. Q. Sun et al. J. Schmidtke et al. Scattering and non-transparent Nd.5 La.5 Al 3 (BO 3 ) 4 ceramic by solid state reaction/16nm T5oCx/5nm holes in film/glass substrate/62nm GaAsN/structural inhomogeneities/gaas substrate/185nm DCM/cholesteric liquid crystal with defects/59nm 532nm/1ns/ 4μm - 5μm 355nm/3ns/ stripe 1μm 7μm 5-75 or nm/8fs/~6μm nm/7ns/5.5μm 1 Βιβλιογραφία PRB v59 pr5284 (1999) PRL v82 p2278 (1999) APB v71 p181 (2) JAP v87 p7623 (2) PRE v61 p1985 (2) PRA v64 p6388 (21) TSF v393 p278 (21) APL v81 p2511 (22) OC v21 p45 (22) APL v83 p2754 (23) JAP v93 p5855 (23) PRL v9 p8392 (23)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ «Ίσως το φως θα ναι μια νέα τυραννία. Ποιος ξέρει τι καινούρια πράγματα θα δείξει.» Κ.Π.Καβάφης ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ LASER Εισαγωγικές Έννοιες

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 10: Ακτίνες Χ

Διάλεξη 10: Ακτίνες Χ Διάλεξη 10: Ακτίνες Χ Ένταση Roentgen (1895): Παρατήρησε ότι όταν ταχέα ηλεκτρόνια πέσουν σε υλικό στόχο παράγεται ακτινοβολία, που ονομάστηκε ακτίνες Χ, με τις εξής ιδιότητες: Ευθύγραμμη διάδοση ακόμη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 1. Εισαγωγή. Η ενέργεια, όπως είναι γνωστό από τη φυσική, διαδίδεται με τρεις τρόπους: Α) δι' αγωγής Β) δια μεταφοράς Γ) δι'ακτινοβολίας Ο τελευταίος τρόπος διάδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ακτίνες Χ - Lasers Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ακτίνες Χ - Lasers Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Σύγxρονη Φυσική II Ακτίνες Χ - Lasers Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

Διαβάστε περισσότερα

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης Μοριακή Φασματοσκοπία I Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης 2 Τι μελετά η μοριακή φασματοσκοπία; Η μοριακή φασματοσκοπία μελετά την αλληλεπίδραση των μορίων με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Από τη μελέτη

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 Άτομα αερίου υδρογόνου που βρίσκονται στη θεμελιώδη κατάσταση (n = 1), διεγείρονται με κρούση από δέσμη ηλεκτρονίων που έχουν επιταχυνθεί από διαφορά δυναμικού

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 Μαρία Κατσικίνη katsiki@auth.gr users.auth.gr/~katsiki Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας wikipedia Το πρώτο κατασκευάστηκε

Διαβάστε περισσότερα

ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ

ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ Ενότητα 11 Laser Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ενδεικτική βιβλιογραφία 1. ATKINS, ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ P.W. Atkins, J. De Paula (Atkins

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ.Π. Γ Λυκείου / Το Φως 1. Η υπεριώδης ακτινοβολία : a) δεν προκαλεί αμαύρωση της φωτογραφικής πλάκας. b) είναι ορατή. c) χρησιμοποιείται για την αποστείρωση ιατρικών εργαλείων. d) έχει μήκος κύματος

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΙΟ ΟΙ LASER

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΙΟ ΟΙ LASER ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟ ΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΠΤΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΙΟ ΟΙ LASER ΥΠ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΗΜΗΤΡΗΣ ΣΥΒΡΙ

Διαβάστε περισσότερα

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. Β.1 Μονοχρωματικό φως, που διαδίδεται στον αέρα, εισέρχεται ταυτόχρονα σε δύο οπτικά υλικά του ίδιου πάχους d κάθετα στην επιφάνειά τους, όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι χρόνοι διάδοσης του φωτός στα δύο υλικά

Διαβάστε περισσότερα

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή: 54 Χρόνια ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΣΑΒΒΑΪΔΗ-ΜΑΝΩΛΑΡΑΚΗ ΠΑΓΚΡΑΤΙ : Φιλολάου & Εκφαντίδου 26 : Τηλ.: 2107601470 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2014 ΘΕΜΑ Α Α1. Πράσινο και κίτρινο φως

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Φασματοφωτομετρία

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Φασματοφωτομετρία 1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Φασματοφωτομετρία Ιωάννης Πούλιος Αθανάσιος Κούρας Ευαγγελία Μανώλη ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 54124

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C. Σε μια διάταξη παραγωγής ακτίνων X, η ηλεκτρική τάση που εφαρμόζεται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου είναι V = 25 kv. Τα ηλεκτρόνια ξεκινούν από την κάθοδο με μηδενική ταχύτητα, επιταχύνονται και προσπίπτουν

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ «Δ ΘΕΜΑΤΑ ΑΤΟΜΙΚΕΣ ΘΕΩΡΙΕΣ» ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Χ. Δ. ΦΑΝΙΔΗΣ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2014-2015 1. ΘΕΜΑ Δ Ένα άτομο

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 05 2 0 ΘΕΡΙΝΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ ο Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις -4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση..

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES) ΑΘΗΝΑ, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2014 ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ Στηρίζονται στις αλληλεπιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με την ύλη. Φασματομετρία=

Διαβάστε περισσότερα

Δx

Δx Ποια είναι η ελάχιστη αβεβαιότητα της ταχύτητας ενός φορτηγού μάζας 2 τόνων που περιμένει σε ένα κόκκινο φανάρι (η η μέγιστη δυνατή ταχύτητά του) όταν η θέση του μετράται με αβεβαιότητα 1 x 10-10 m. Δx

Διαβάστε περισσότερα

ETY-202. Εκπομπή και απορρόφηση ακτινοβολίας ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 12. ΎΛΗ & ΦΩΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/12/2012

ETY-202. Εκπομπή και απορρόφηση ακτινοβολίας ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 12. ΎΛΗ & ΦΩΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/12/2012 stzortz@iesl.forth.gr 1396; office Δ013 ΙΤΕ 2 Εκπομπή και απορρόφηση ακτινοβολίας ΎΛΗ & ΦΩΣ 12. ΎΛΗ & ΦΩΣ Στέλιος Τζωρτζάκης 1 3 4 Ηλεκτρομαγνητικά πεδία Απορρόφηση είναι Σε αυτή τη διαδικασία το ηλεκτρόνιο

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΝΔΟΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 3 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1ο Α. Στις

Διαβάστε περισσότερα

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ No. 2 DOPPLER LASER ΨΥΞΗ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΕΣ ΜΕΛΑΣΣΕΣ Ο σκοπός αυτού του προβλήματος είναι η ανάπτυξη μιας απλής θεωρίας για να κατανοήσουμε δύο φαινόμενα, που ονομάζονται «laser ψύξη» και «οπτικές

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική των lasers. Φυσική των lasers. K. Κοσμίδης Καθηγητής Τμήμα Φυσικής, Παν/μίου Ιωαννίνων Ε.Υ. Κέντρου Εφαρμογών Laser

Φυσική των lasers. Φυσική των lasers. K. Κοσμίδης Καθηγητής Τμήμα Φυσικής, Παν/μίου Ιωαννίνων Ε.Υ. Κέντρου Εφαρμογών Laser Φυσική των lasers Φυσική των lasers K. Κοσμίδης Καθηγητής Τμήμα Φυσικής, Παν/μίου Ιωαννίνων Ε.Υ. Κέντρου Εφαρμογών Laser LASER Το ακρωνύμιο του: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013 ΘΕΜΑ Α Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα Δ

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα Δ ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ Θέμα Δ 4_2149 Άτομο υδρογόνου βρίσκεται σε κατάσταση όπου η στροφορμή του είναι ίση με 3,15 10-34 J s. Δ1) Σε ποια στάθμη βρίσκεται το ηλεκτρόνιο; Δ2) Αν το άτομο έφθασε στην προηγούμενη

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ ΠΗΓΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΠΗΓΕΣ ΠΗΓΕΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΚΟΙΛΗΣ ΚΑΘΟΔΟΥ & ΛΥΧΝΙΕΣ ΕΚΚΕΝΩΣΕΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ Απεικόνιση ηλεκτρονίων ατόμων σιδήρου ως κύματα, διατεταγμένων κυκλικά σε χάλκινη επιφάνεια, με την τεχνική μικροσκοπικής σάρωσης σήραγγας. Δημήτρης

Διαβάστε περισσότερα

Η Φύση του Φωτός. Τα Β Θεματα της τράπεζας θεμάτων

Η Φύση του Φωτός. Τα Β Θεματα της τράπεζας θεμάτων Η Φύση του Φωτός Τα Β Θεματα της τράπεζας θεμάτων Η ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Θέμα Β _70 Β. Μονοχρωματική ακτίνα πράσινου φωτός διαδίδεται αρχικά στον αέρα. Στη πορεία της δέσμης έχουμε τοποθετήσει στη σειρά τρία

Διαβάστε περισσότερα

Πως διαδίδονται τα Η/Μ κύματα σε διαφανή διηλεκτρικά?

Πως διαδίδονται τα Η/Μ κύματα σε διαφανή διηλεκτρικά? Πως διαδίδονται τα Η/Μ κύματα σε διαφανή διηλεκτρικά? (Μη-μαγνητικά, μη-αγώγιμα, διαφανή στερεά ή υγρά με πυκνή, σχετικά κανονική διάταξη δομικών λίθων). Γραμμικά πολωμένο κύμα προσπίπτει σε ηλεκτρόνιο

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 30 ΜΑΪΟΥ 2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ:

Διαβάστε περισσότερα

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο. ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο. Στις ερωτήσεις 1-5 επιλέξτε την πρόταση που είναι σωστή. 1) Το ηλεκτρόνιο στο άτοµο του υδρογόνου, το οποίο βρίσκεται στη θεµελιώδη κατάσταση: i)

Διαβάστε περισσότερα

Φύση του φωτός. Θεωρούμε ότι το φως έχει διττή φύση: διαταραχή που διαδίδεται στο χώρο. μήκος κύματος φωτός. συχνότητα φωτός

Φύση του φωτός. Θεωρούμε ότι το φως έχει διττή φύση: διαταραχή που διαδίδεται στο χώρο. μήκος κύματος φωτός. συχνότητα φωτός Γεωμετρική Οπτική Φύση του φωτός Θεωρούμε ότι το φως έχει διττή φύση: ΚΥΜΑΤΙΚΗ Βασική ιδέα Το φως είναι μια Η/Μ διαταραχή που διαδίδεται στο χώρο Βασική Εξίσωση Φαινόμενα που εξηγεί καλύτερα (κύμα) μήκος

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ 1.. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λανθασμένες (Λ); α. Στη διάθλαση όταν το φως διέρχεται από ένα οπτικά πυκνότερο υλικό σε ένα οπτικά αραιότερο

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Με τον όρο ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΠΑΛΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Θέμα Α ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2016 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΙΡΑΜΑ 4: ΟΠΤΙΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ AΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΠΕΙΡΑΜΑ 4: ΟΠΤΙΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ AΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΠΕΙΡΑΜΑ 4: ΟΠΤΙΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ AΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ [1] ΘΕΩΡΙΑ Σύμφωνα με τη κβαντομηχανική, τα άτομα απορροφούν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια με διακριτό τρόπο, με «κβάντο» ενέργειας την ενέργεια hv ενός φωτονίου,

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΙΡΑΜΑ FRANK-HERTZ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΕΝΟΣ ΑΤΟΜΟΥ

ΠΕΙΡΑΜΑ FRANK-HERTZ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΕΝΟΣ ΑΤΟΜΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ FRANK-HERTZ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΕΝΟΣ ΑΤΟΜΟΥ Η απορρόφηση ενέργειας από τα άτομα γίνεται ασυνεχώς και σε καθορισμένες ποσότητες. Λαμβάνοντας ένα άτομο ορισμένα ποσά ενέργειας κάποιο

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 5 ΧΡΟΝΙΑ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή φράση, η οποία

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ Θέμα B _70 Β. Το ηλεκτρόνιο ενός ατόμου υδρογόνου που βρίσκεται στη τρίτη διεγερμένη ενεργειακή κατάσταση (n = ), αποδιεγείρεται εκπέμποντας φωτόνιο ενέργειας Ε.Κατά τη συγκεκριμένη αποδιέγερση

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 0 ΜΑΪΟΥ 204 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ:

Διαβάστε περισσότερα

Παραγωγή ακτίνων Χ. V e = h ν = h c/λ λ min = h c/v e λ min (Å) 12400/V

Παραγωγή ακτίνων Χ. V e = h ν = h c/λ λ min = h c/v e λ min (Å) 12400/V Παραγωγή ακτίνων Χ Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε µήκη κύµατος της τάξης των Å (=10-10 m). Στο ηλεκτροµαγνητικό φάσµα η ακτινοβολία Χ εκτείνεται µεταξύ της περιοχής των ακτίνων γ και

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης ΘΕΜΑ A ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Παρασκευή, 0 Μαΐου 0 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ Στις ερωτήσεις Α -Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στις βασικές αρχές και διαδικασίες της λειτουργίας του laser και των ιδιοτήτων των δεσμών laser.

Εισαγωγή στις βασικές αρχές και διαδικασίες της λειτουργίας του laser και των ιδιοτήτων των δεσμών laser. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Εισαγωγή στις βασικές αρχές και διαδικασίες της λειτουργίας του laser και των ιδιοτήτων των δεσμών laser. 1.1. Αυθόρμητη κι εξαναγκασμένη εκπομπή, απορρόφηση Έστω το απλουστευμένο

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Θέµα Α ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 0 ΜΑΪΟΥ 013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις ερωτήσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία

Διαβάστε περισσότερα

L.A.S.E.R. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

L.A.S.E.R. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation L.A.S.E.R. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Σύµφωνο Ενισχυµένο Φώς από Εξαναγκασµένη Εκποµπή Α) Αρχή λειτουργίας και σύντοµη ιστορική ανασκόπηση Β) Τί ξεχωρίζει το LASER από τις

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός Πόλωση του φωτός Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός πόλωση λόγω επιλεκτικής απορρόφησης - διχρωισμός πόλωση λόγω ανάκλασης από μια διηλεκτρική επιφάνεια πόλωση λόγω ύπαρξης δύο δεικτών διάθλασης

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 15/9/2013 ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012. Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012. Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: ΘΕΜΑ Α Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 01 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 0 ΜΑΪΟΥ 013 - ΕΞΕΤΑΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ

Διαβάστε περισσότερα

1. Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία

1. Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία 1. Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία 1.1 Γενικά Η ροή της ηλεκτρομαγνητικής ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στο όριο της γήινης ατμόσφαιρας είναι περίπου 1368 Wm -2 και ονομάζεται ηλιακή σταθερά. Η τιμή αυτή

Διαβάστε περισσότερα

Ανιχνευτές σωματιδίων

Ανιχνευτές σωματιδίων Ανιχνευτές σωματιδίων Προκειμένου να κατανοήσουμε την φύση του πυρήνα αλλά και να καταγράψουμε τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων εκτός των επιταχυντικών συστημάτων και υποδομών εξίσου απαραίτητη

Διαβάστε περισσότερα

Fundamentals of Lasers

Fundamentals of Lasers Fundamentals of Lasers Συνθήκη κατωφλίου: Ας υποθέσουμε ένα μέσο με καταστάσεις i> και k>, με ενέργειες Ε i, Ε k. Ένα Η/Μ κύμα που διαδίδεται σε αυτό το μέσο θα μεταβάλλει την έντασή του σύμφωνα με τη

Διαβάστε περισσότερα

(Β' Τάξη Εσπερινού) Έργο Ενέργεια

(Β' Τάξη Εσπερινού) Έργο Ενέργεια Φυσική Α' Γενικού Λυκείου (Α' Τάξη Εσπερινού) Ευθύγραμμες Κινήσεις: Ομαλή Ομαλά μεταβαλλόμενη Μεγέθη κινήσεων Χρονική στιγμή χρονική διάρκεια Θέση Μετατόπιση Ταχύτητα (μέση στιγμιαία) Επιτάχυνση Εξισώσεις

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο ΑΠΕ I. Ενότητα 3: Ηλιακοί Συλλέκτες: Μέρος Α. Πολυζάκης Απόστολος / Καλογήρου Ιωάννης / Σουλιώτης Εμμανουήλ

Εργαστήριο ΑΠΕ I. Ενότητα 3: Ηλιακοί Συλλέκτες: Μέρος Α. Πολυζάκης Απόστολος / Καλογήρου Ιωάννης / Σουλιώτης Εμμανουήλ Εργαστήριο ΑΠΕ I Ενότητα 3: Ηλιακοί Συλλέκτες: Μέρος Α Πολυζάκης Απόστολος / Καλογήρου Ιωάννης / Σουλιώτης Εμμανουήλ Ηλιακή Ενέργεια ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. 2 Αλληλεπίδραση

Διαβάστε περισσότερα

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6) Αντικαθιστώντας το r με r n, έχουμε: Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6) Αντικαθιστώντας n=1, βρίσκουμε την τροχιά με τη μικρότερη ακτίνα n: Αντικαθιστώντας την τελευταία εξίσωση στη 2.6, παίρνουμε: Αν

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 20 ΜΑΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 20 ΜΑΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 0 ΜΑΙΟΥ 013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Θέμα Α Στις ερωτήσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11Α «Γεωμετρική οπτική - οπτικά όργανα» Εισαγωγή - Ανάκλαση

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11Α «Γεωμετρική οπτική - οπτικά όργανα» Εισαγωγή - Ανάκλαση ΚΕΦΑΛΑΙΟ Α «Γεωμετρική οπτική - οπτικά όργανα» Εισαγωγή - Ανάκλαση Μαρία Κατσικίνη katsiki@auth.gr users.auth.gr/~katsiki Ηφύσητουφωτός 643-77 Netwon Huygens 69-695 Το φως είναι δέσμη σωματιδίων Το φως

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 5 ΙΟΥΛΙΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β και Γ ΛΥΚΕΙΟΥ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β και Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β και Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ : ΤΟ ΦΩΣ,( ΚΕΦ. Γ ΛΥΚΕΙΟΥ και ΚΕΦ.3 Β ΛΥΚΕΙΟΥ) ΘΕΜΑ Α Να επιλέξετε την σωστή πρόταση χωρίς να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.. Οι Huygens

Διαβάστε περισσότερα

Περίθλαση και εικόνα περίθλασης

Περίθλαση και εικόνα περίθλασης Περίθλαση και εικόνα περίθλασης Η περίθλαση αναφέρεται στη γενική συμπεριφορά των κυμάτων, τα οποία διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις καθώς περνούν μέσα από μια σχισμή. Ο όρος εικόνα περίθλασης είναι

Διαβάστε περισσότερα

p - n επαφή και εκπομπή φωτονίων

p - n επαφή και εκπομπή φωτονίων Οπτικοί πομποί Το οπτικό φέρον σήμα που εισέρχεται στις οπτικές ίνες παράγεται από: Led (Light Emission Diodes, Φωτοδίοδοι): εκπομπή ασύμφωνου (incoherent) φωτός, όπου η εκπομπή φωτονίων είναι αυθόρμητη.

Διαβάστε περισσότερα

7α Γεωμετρική οπτική - οπτικά όργανα

7α Γεωμετρική οπτική - οπτικά όργανα 7α Γεωμετρική οπτική - οπτικά όργανα Εισαγωγή ορισμοί Φύση του φωτός Πηγές φωτός Δείκτης διάθλασης Ανάκλαση Δημιουργία ειδώλων από κάτοπτρα Μαρία Κατσικίνη katsiki@auth.gr users.auth.gr/katsiki Ηφύσητουφωτός

Διαβάστε περισσότερα

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ Προτεινόμενα Θέματα Γ ΓΕΛ Φεβρουάριος Φυσική ΘΕΜΑ Α

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ Προτεινόμενα Θέματα Γ ΓΕΛ Φεβρουάριος Φυσική ΘΕΜΑ Α Φυσική ΘΕΜΑ Α γενικής παιδείας Να γράψετε τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω προτάσεις Α-Α5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α. Σύμφωνα με το πρότυπο του Bohr για το άτομο του

Διαβάστε περισσότερα

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ LASER

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ LASER ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ LASER ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Μ. ΜΠΕΝΗΣ ΙΩΑΝΝΙΝΑ 2013 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγικές έννοιες 1.1. Αυθόρμητη κι εξαναγκασμένη εκπομπή, απορρόφηση 1.2. Η ιδέα του laser 1.2.1. Ενισχυτής 1.2.2.

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Πολυτεχνική Σχολή ΘΕΜΑΤΙΚΗ : ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Πολυτεχνική Σχολή ΘΕΜΑΤΙΚΗ : ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανικών Χωροταξίας Πολεοδομίας και Περιφερειακής Ανάπτυξης ΘΕΜΑΤΙΚΗ : ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Ιωάννης Φαρασλής Τηλ : 24210-74466, Πεδίον Άρεως, Βόλος http://www.prd.uth.gr/el/staff/i_faraslis

Διαβάστε περισσότερα

ρ ε υ ν α Οι ανάγκες για ενέργεια παγκοσμίως αυξάνονται συνεχώς και εκτιμάται ότι θα διπλασιασθούν

ρ ε υ ν α Οι ανάγκες για ενέργεια παγκοσμίως αυξάνονται συνεχώς και εκτιμάται ότι θα διπλασιασθούν Οργανικά Φωτοβολταϊκά Τμήμα Ηλεκτρολογίας & Κέντρο Τεχνολογίας Υλικών και Λέιζερ, ΤΕΙ Κρήτης των Δρ. Εμμανουήλ Κουδουμά, Δρ. Εμμανουηλ Κυμάκη Οι ανάγκες για ενέργεια παγκοσμίως αυξάνονται συνεχώς και εκτιμάται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 1 Η υπέρυθρη ακτινοβολία α συμμετέχει στη μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον β προκαλεί φωσφορισμό γ διέρχεται μέσα από την ομίχλη και τα σύννεφα δ έχει μικρότερο μήκος κύματος από την υπεριώδη

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες 4. Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 8

Μονάδες 4. Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 8 Β.1 Μονοχρωματική δέσμη φωτός, περνάει από τον αέρα σε ένα κομμάτι γυαλί. Το μήκος κύματος της δέσμης φωτός όταν αυτή περάσει από τον αέρα στο γυαλί: α. θα αυξηθεί β. θα μειωθεί γ. θα παραμείνει αμετάβλητο

Διαβάστε περισσότερα

P = E /c. p γ = E /c. (p) 2 = (p γ ) 2 + (p ) 2-2 p γ p cosθ E γ. (pc) (E γ ) (E ) 2E γ E cosθ E m c Eγ

P = E /c. p γ = E /c. (p) 2 = (p γ ) 2 + (p ) 2-2 p γ p cosθ E γ. (pc) (E γ ) (E ) 2E γ E cosθ E m c Eγ Σκέδαση Compton Το φαινόμενο Compton περιγράφει ργρ τη σκέδαση ενός φωτονίου από ένα ελεύθερο ατομικό ηλεκτρόνιο: γ + e γ + e. To φωτόνιο δεν εξαφανίζεται μετά τη σκέδαση αλλά αλλάζει κατεύθυνση και ενέργεια.

Διαβάστε περισσότερα

και προσπίπτει σε ακίνητο άτομο υδρογόνου που αρχικά βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση.

και προσπίπτει σε ακίνητο άτομο υδρογόνου που αρχικά βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση. Ηλεκτρόνιο επιταχύνεται από τάση V 13V και προσπίπτει σε ακίνητο άτομο υδρογόνου που αρχικά βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση. Δ1) Να δείξετε ότι το ηλεκτρόνιο- βλήμα δεν μπορεί να προκαλέσει ιονισμό του

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ: Μέτρηση της έντασης της (συνήθως) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με (φωτοηλεκτρικούς ήάλλους κατάλληλους) μεταλλάκτες, μετάτην αλληλεπίδραση της με

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ Φωτοηλεκτρονιακή φασματοσκοπία ΠΕΡΙΚΛΗΣ ΑΚΡΙΒΟΣ Τμήμα Χημείας Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ Αποδείξαμε πειραματικά, με τη βοήθεια του φαινομένου της περίθλασης, ότι τα ηλεκτρόνια έχουν εκτός από τη σωματιδιακή και κυματική φύση. Υπολογίσαμε τις σταθερές πλέγματος του γραφίτη

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ Εισαγωγή Σκοπός της εργαστηριακής άσκησης είναι η μελέτη του ηλεκτροοπτικού φαινομένου (φαινόμενο Pockels) σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για κρύσταλλο KDP και ο προσδιορισμός της τάσης V λ/4. Στοιχεία Θεωρίας

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΔΗ ΚΥΜΑΤΩΝ εγκάρσια διαμήκη

ΕΙΔΗ ΚΥΜΑΤΩΝ εγκάρσια διαμήκη ΕΙΔΗ ΚΥΜΑΤΩΝ Τα οδεύοντα κύματα στα οποία η διαταραχή της μεταβλητής ποσότητας (πίεση, στάθμη, πεδίο κλπ) συμβαίνει κάθετα προς την διεύθυνση διάδοσης του κύματος ονομάζονται εγκάρσια κύματα Αντίθετα,

Διαβάστε περισσότερα

Κυματική οπτική. Συμβολή Περίθλαση Πόλωση

Κυματική οπτική. Συμβολή Περίθλαση Πόλωση Κυματική οπτική Η κυματική οπτική ασχολείται με τη μελέτη φαινομένων τα οποία δεν μπορούμε να εξηγήσουμε επαρκώς με τις αρχές της γεωμετρικής οπτικής. Στα φαινόμενα αυτά περιλαμβάνονται τα εξής: Συμβολή

Διαβάστε περισσότερα

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146 Φωτονικά Υλικά ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146 Τεχνολογίες φωτός σήμερα Το φώς έχει εισχωρήσει προ πολλού στη ζωή μας Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Καλύπτει πολύ μεγάλο φάσμα Συστατικά τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός Maximum Permissible Exposure (MPE) - Nominal Hazard Zone (NHZ) Μέγιστη Επιτρεπτή Έκθεση (MPE) Το

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΣΚΕΔΑΣΜΟΣ & ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

ΔΙΑΣΚΕΔΑΣΜΟΣ & ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΔΙΑΣΚΕΔΑΣΜΟΣ & ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Μάκης Αγγελακέρης 010 Εργαστήρια Οπτικής Τμήμα Φυσικής Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σκοπός της Άσκησης 1 o πείραμα: Να κατανοήσετε την έννοια του Διασκεδασμού

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ. ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΑΝΤΛΗΘΕΙ ΑΠΟ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ http://www.study4exams.gr/ ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ

Διαβάστε περισσότερα

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης Δορυφορικές μετρήσεις στο IR. Θεωρητική θεώρηση της τηλεπισκόπισης της εκπομπήςτηςγήινηςακτινοβολίαςαπό δορυφορικές πλατφόρμες. Μοντέλα διάδοσης της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

Ανακλώμενο ηλεκτρόνιο KE = E γ - E γ = E mc 2

Ανακλώμενο ηλεκτρόνιο KE = E γ - E γ = E mc 2 Σκέδαση Compton Το φαινόμενο Compton περιγράφει τη σκέδαση ενός φωτονίου από ένα ελεύθερο ατομικό ηλεκτρόνιο: γ + γ +. To φωτόνιο δεν εξαφανίζεται μετά τη σκέδαση αλλά αλλάζει κατεύθυνση και ενέργεια.

Διαβάστε περισσότερα

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου Οργανική Χημεία Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου 1. Γενικά Δυνατότητα προσδιορισμού δομών με σαφήνεια χρησιμοποιώντας τεχνικές φασματοσκοπίας Φασματοσκοπία μαζών Μέγεθος, μοριακός τύπος

Διαβάστε περισσότερα

10. Το ορατό φως έχει μήκη κύματος στο κενό που κυμαίνονται περίπου από: α nm β. 400nm - 600nm γ. 400nm - 700nm δ. 700nm nm.

10. Το ορατό φως έχει μήκη κύματος στο κενό που κυμαίνονται περίπου από: α nm β. 400nm - 600nm γ. 400nm - 700nm δ. 700nm nm. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΤΟ ΦΩΣ ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΘΕΩΡΙΑ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Με τον όρο ότι το φως έχει διπλή φύση εννοούμε ότι: α. είναι εγκάρσιο κύμα. β. αποτελείται από μικρά σωματίδια. γ. συμπεριφέρεται σαν κύμα και σαν

Διαβάστε περισσότερα

Τηλ: Ανδρέου Δημητρίου 81 & Ακριτών 26 -ΚΑΛΟΓΡΕΖΑ 1

Τηλ: Ανδρέου Δημητρίου 81 & Ακριτών 26 -ΚΑΛΟΓΡΕΖΑ 1 Διαγώνισμα Φυσικής Γ' Λυκείου Γενικής Παιδείας ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -5 να επιλέξετε τη σωστή ) Όταν μονοχρωματικό φως διαδίδεται σε δυο διαφορετικά υλικά τότε: α) Το μήκος κύματος έχει μικρότερη τιμή

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΘΕΩΡΙΑ - ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΘΕΩΡΙΑ - ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΘΕΩΡΙΑ - ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 1 2 Ισχύς που «καταναλώνει» μια ηλεκτρική_συσκευή Pηλ = V. I Ισχύς που Προσφέρεται σε αντιστάτη Χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας ηλεκτρικής συσκευής Περιοδική

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΙΙ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ: ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΙΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ (ΜΕΡΟΣ Α) Ώρες Διδασκαλίας: Τρίτη 9:00 12:00. Αίθουσα: Υδραυλική

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΙΙ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ: ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΙΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ (ΜΕΡΟΣ Α) Ώρες Διδασκαλίας: Τρίτη 9:00 12:00. Αίθουσα: Υδραυλική Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΙΙ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ: ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΙΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ (ΜΕΡΟΣ Α) Ώρες Διδασκαλίας: Τρίτη 9:00 12:00 Αίθουσα: Υδραυλική Διδάσκων: Δρ. Εμμανουήλ Σουλιώτης, Φυσικός Επικοινωνία: msouliot@hotmail.gr

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α ΘΕΜΑ ο ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α Α Ποιο φαινόμενο ονομάζεται διασκεδασμός του φωτός; Πώς εξαρτάται ο δείκτης διάθλασης ενός οπτικού μέσου από το μήκος κύματος; Β Στις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής

Διαβάστε περισσότερα

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α Στις ηµιτελείς προτάσεις

Διαβάστε περισσότερα

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ 2016-2017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο Περιγράψτε τη μικρή (πνευμονική) κυκλοφορία και τη μεγάλη (συστηματική) κυκλοφορία

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΘΕΜΑ ο ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ου ΓΕΛ ΠΕΤΡΟΥΠΟΛΗΣ ΔΕΥΤΕΡΑ 3 ΜΑΪΟΥ 200 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ () Να γράψετε στο τετράδιό

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΤΟ ΦΩΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΤΟ ΦΩΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΤΟ ΦΩΣ Α] Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα Τι είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα Πρόκειται για μια σύνθεση που μπορεί να περιγραφεί με όρους ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Πράγματι τα διανύσματα

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Φυσική των Laser ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΑΝΤΛΗΣΗΣ. Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Φυσική των Laser ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΑΝΤΛΗΣΗΣ. Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Φυσική των Laser ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΑΝΤΛΗΣΗΣ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Υλικό Φυσικής-Χημείας 1 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Υλικό Φυσικής-Χημείας 2 Το Φως 1) Δέσμη λευκού φωτός προσπίπτει στην επιφάνεια ενός πρίσματος όπως δείχνει το σχήμα και κατά την έξοδο από

Διαβάστε περισσότερα

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ Ερωτήσεις Πολλαπλής επιλογής 1. To βάθος µιας πισίνας φαίνεται από παρατηρητή εκτός της πισίνας µικρότερο από το πραγµατικό, λόγω του φαινοµένου της: α. ανάκλασης β. διάθλασης γ. διάχυσης

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή φράση, η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελή

Διαβάστε περισσότερα

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ Μάθηµα 1 ο, 30 Σεπτεµβρίου 2008 (9:00-11:00). ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ Ακτινοβολία µέλανος σώµατος (1900) Plank: έδωσε εξήγηση του φάσµατος (κβαντική ερµηνεία*) ΠΑΡΑ ΟΧΗ Το φως δεν είναι µόνο κύµα. Είναι

Διαβάστε περισσότερα

ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΤΟ ΦΩΣ

ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΤΟ ΦΩΣ 1 ΦΩΣ Στο μικρόκοσμο θεωρούμε ότι το φως έχει δυο μορφές. Άλλοτε το αντιμετωπίζουμε με τη μορφή σωματιδίων που ονομάζουμε φωτόνια. Τα φωτόνια δεν έχουν μάζα αλλά μόνον ενέργεια. Άλλοτε πάλι αντιμετωπίζουμε

Διαβάστε περισσότερα

A3. Δίνονται οι πυρήνες

A3. Δίνονται οι πυρήνες Α Π Α Ν Τ Η Σ Ε Ι Σ Θ Ε Μ Α Τ Ω Ν Π Α Ν Ε Λ Λ Α Δ Ι Κ Ω Ν Ε Ξ Ε Τ Α Σ Ε Ω Ν 0 1 3 Φ Υ Σ Ι Κ Η Γ Ε Ν Ι Κ Η Σ Π Α Ι Δ Ε Ι Α Σ Γ Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ 0. 0 5. 0 1 3 Θέμα Α Στις ερωτήσεις Α1-Α να γράψετε στο τετράδιό

Διαβάστε περισσότερα

Al + He X + n, ο πυρήνας Χ είναι:

Al + He X + n, ο πυρήνας Χ είναι: ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 10 IOYNIOY 015 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) Θέμα Α

Διαβάστε περισσότερα

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες 21 Οκτωβρίου 2009 Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες 1) α. Ποια είναι η διαφορά µεταξύ της ιονίζουσας και της µη ιονίζουσας ακτινοβολίας; β. Ποιες είναι οι γνωστότερες

Διαβάστε περισσότερα