”الليزر“ رفيقك في كل مكان
كتبت: مها طه
يوميًا بنتعامل مع أجهزة كتيرة بتشتغل بالليزر بدءًا من طابعات الليزر، السي دي، حتى لما بتدخل سوبر ماركت بتلاقي جهاز بيقرأ الكود الموجود على المنتجات، ويظهر السعر على الشاشة، وأخيرًا العمليات الجراحية اللى بقت تتعمل بالليزر.
ولكن، إيه هو الليزر؟
ببساطة، الليزر هو أشعة ضوئية غير طبيعية، صنعها الإنسان للاستفادة بها فى مجالات مختلفة، قبل ما نعرف إيه هو الليزربالتفصيل، لازم نفهم الفرق بينه وبين الضوء العادى.
الضوء العادى أو (الضوء الأبيض) ضوء مركب، يتكون من مجموعة من الألوان أو الأطياف الضوئية _ألوان قوس قزح_ ، لكل لون منهم طول موجي مختلف، وبيخرج فى إتجاهات مختلفة، أما الليزر فهو عبارة عن ضوء له طول موجي واحد، ولون واحد، بيخرج فى شكل شعاع واحد فى إتجاه محدد.
الضوء العادى والليزر الاتنين عبارة عن موجات كهرومغناطيسية، وبسبب تشابه طبيعتهم يُمكن إنتاج الليزر من الضوء العادى. ومن هنا ننطلق لسؤاليعني إيه موجات كهرومغناطيسينة أو إشعاع كهرومغناطيسى؟(1)
الموجات الكهرومغناطيسية هى موجات ذات مجال كهربي وآخر مغناطيسى، متعامدين على بعضهم البعض، على إتجاه انتشار الموجات نفسها، أما الإشعاع الكهرومغناطيسى هو أحد أشكال الطاقة اللى بتصدرها أو تمتصها الجُسيمات المشحونة كهربيًا، وبتكون سرعتها فى الفراغ مساوية لسرعة الضوء.
الليزر هو اختصار لـ” light amplification by stimulated emission of radiation“بمعنى ”تضخيم الضوء عن طريق الإنبعاث المُحاكى للإشعاع الكهرومغناطيسى“، عشان نفهم معنى الكلام ده لازم نفهم الأول يعنى إيه فوتون؟
الفوتون هو جزئ _متناهي الصغر_ بيعبر عن كل الموجات الكهرومغناطيسية من أول الضوء مرورًا بموجات الراديو، أشعة إكس، أشعة الميكروويف، وغيرها. الفوتون هو الجزئ اللى بيحمل طاقة الإشعاعات الكهرومغناطيسية _أيًا كان طولها الموجى_.
كونه بيمثل الموجات الكهرومغناطيسية، فالفوتون ممكن تكون له خواص موجيةلكن فى نفس الوقت له خواص جُسيمية، بمعنى إن فوتون الضوء لما يعدي من لوح زجاج ممكن يحصل له انكسار كأنه موجة، أو يتفاعل مع لوح الزجاج، ويمر من خلاله كأنه جُسيم.(2)
إزاى بيتم إنتاج الليزر؟
الليزر بيتم إنتاجه عن طريق تضخيم الضوء الناتج من مصدر عادى، الضوء العادى ده عبارة عن فوتونات بيتم التفاعل بينها وبين ذرات عناصر معينة، بحيث تقل طاقتها بشكل كبير، وتبدأ تتكثف بشكل معين وتخرج فى صورة شعاع واحد متماسك من الليزر له لون معين وإتجاه معين. الجهاز اللي بتتم فيه العملية اسمه “جهاز الليزر”،
بيتكون الجهاز ده من :
1- تجويف مُصمم بشكل معين يخليه يقدر يعكس الأشعة اللى داخله له من مصدر الضوء (أشعة تحت حمراء، أشعة ضوئية، أشعة فوق بنفسجية)، وبالتالى تقدر الأشعة دى تتكثف عن طريق انعكاسها المتكرر على المرايات العاكسة بداخله.
2- ماده خاصة _داخل التجويف_عشان تقدر فوتونات الضوء تتفاعل معاها، المادة دى ممكن تكون غاز أو سائل أو حتى مادة صلبة وعلى حسب نوع المادة دى بيتحدد الطول الموجى للشعاع الناتج عن العملية دى.
ج – مرايات عاكسة موجودة فى نهايتى التجويف، المراية الأولىهي اللي بتستقبل الضوء وبتكون عاكسة ليه تمامًا، وبالتالى بتمنع أى فقدان فى الطاقة ممكن يحصل بسبب حركة الفوتونات، وتفاعلها مع المادة الموجودة فى التجويف، أما المراية التانية فبتكون عاكسة جزئيًا وغالبًا فقدان الطاقة منها بيبقى تقريبًا 5% فقط، وهى دى اللى بيخرج منها شعاع الليزر.(3)
من أول ظهور الليزر ولحد وقتنا هذا، اشتغل علماء كتير على أبحاث لتطوير الليزر، وابتكار أنواع جديدة منه عشان تناسب المجالات والصناعات الكتيره اللى بيدخل فيها الليزر،
وأشهر أنواع الليزر هى :
1 – الليزر الغازى: و ده جهاز الليزر اللى بتكون المادة الموجودة فى تجويفه عبارة عن غاز، زى غاز الهيليوم أو النيون اللى بيتم استخدامهم فى إنتاج أشعة ليزر ليها أطوال موجية مُختلفة،ولأن تكلفته المادية تُعتبر قليلة، وتماسك الأشعة فيه كبير بيتم استخدامه فى أبحاث الضوء، ولتعليم الطلبة فى المعامل، كمان جهاز الليزر الغازي ممكن يستخدم غاز ثانى أكسيد الكربون اللى بيُستخدم لإنتاج طاقة حراريه عاليه و مركزه فى نقطه معينة وبالتالى بيُستخدم بشكل كبير فى الصناعات اللى بتعتمد على قطع و لحام المواد ببعضها.
2 – الليزر الصلب: هو جهاز الليزر اللى بتكون مادة التفاعل فيهصلبة، وغالبًا الضوء المُستخدم فيها بيكون أشعة تحت حمراء، وبينتُج عنها أشعة قوتها كبيرة جدًا، ولذلك بتُستخدم فى تقطيع ولحام المعادن فى الصناعات.
3 – ليزر أشباه الموصلات: ودي أجهزة بتُستخدم فيها إلكترونيات صغيرة، قوتها قليلة لكن ممكن استخدامها على نطاق كبير زى الليزر المُستخدم فى طابعات الليزر والسي دي.
4 – الليزر الصبغى: وده جهاز ليزر بتكون المادة المُستخدمة فيه أنواع من الصبغات السائلة، وبيُستخدم فى الصناعة لصبغ أنواع من البوليمرات بألوان معينة.(4)
الليزر له استخدامات متعددة فى مجالات مختلفة، منها:
- الطب: كتير من الجراحات حاليأ بتتعمل بالليزر لقدرته العالية على النفاذ خلال المواد، ولقوته الممكن استخدامها فى تفتيت حصوات الكلى والمرارة _بدون الحاجة لجرح جسم المريض_،بالإضافة لعمليات تصحيح الإبصار بالليزر “الليزك”، كما أصبح له استخدامات كبيرة فى طب وجراجة الفم والأسنان.
- الصناعة: بتعتمد صناعات كتيرة على القوة الحرارية الناتجة عن الليزر فى تقطيع ولحام المعادن والمواد ببعضها.
- الطب الشرعى: بيتم استخدام الليزر فى التعرف على البصمات الموجودة فى مواقع الأحداث وبالتالى تحديد المتهمين.
- استخدامات عسكرية: يتم استخدام الليزر فى تصنيع أسلحة قادرة على تحديد الأهداف، وإصابتها بشكل مباشر، بالإضافة لتطوير أساليب وأسلحة دفاعية جديدة.
- استخدامات تجارية: ودي أنواع كتيرة من الأجهزة اللى بنتعامل معاها يوميًا زى الطابعات الليزر، السي دي، الماسحات الضوئية(scanner).
- التجميل: أصبح حاليًا لليزر استخدامات متعددة فى مجال التجميل زى إزالة آثار الجروح والحروق، حب الشباب، تفتيت الدهون، وإزالة الشعر.(5)
الخلاصة، الليزر أصبح جزء من حياتنا اليومية، بنتعامل معاه تقريبا بشكل يومي، و مع كل تقدم التكنولوجى هيحصل، هتزيد استخدامات الليزر فى حياتنا.
المصادر
