أنا.......محتاجه لمساعدتكم!!!!!

[ربى]

مساء الخير للجميع أعضاء ومشرفين ومراقبين


أنامطوله الغيبه ومشتاقه حيل لكم <<عارفه إن مافيه احد درى عنها خخخخ


المهم حبايبي أنا على مشارف
كتابة بحث علمي تحت عنوان((تطبيقات الليزر))<<ورطه

وبدي منكم كل اللي تعرفونه اسماء كتب ومواقع علميه فيزيائيه وغيره بليييز ساعدوني ولاتبخلون علي

وقت التسليم قرب وانا نايمه


ماراح انساكم من دعواتي لكم بالتوفيق والسعاده في الدارين

[سلمان الربع رفحاء]

اهلن ربـى


اختي مدرسه فيزيآء

نبي نسوي بحث لك وانشالله ارد لك خبر باقرب وقت انشالله

ربي يوفقك بـ عملك

[سلمان الربع رفحاء]

هذا اللي طلع بـ ايدينا

رابط يمكن يفيدك


http://www.hazemsakeek.com/Physics_L...Lectures_1.htm




معلومات اخرى
اولا استخدامات الليزر:
يمكن تقسيم استخدامات الليزر إلى ستة اقسام اساسية هي على النحو التالي:

اولا:تطبيقات صناعية Industrial applications

ادخل الليزر في التطبيقات الصناعية منذ اول اكتشافه في 1960. وبالاخص في القياسات measurements وفي الترتيب alignment للاجهزة البصرية وانابيب الضخ وخطوط الكهرباء واجهزة القياس واستخدم في مجال التصنيع كالقطع واللحام والصهر والتبخير وفي تصنيع الدوائر الإلكترونية المتكاملة وفي الحفر على الزجاج وغيره.

ثانيا:تطبيقات طبية Medical applications

دخل الليزر في التطبيقات الطبية وهي كثيرة ولذلك تقسم هذه التطبيقات اما حسب نوع المعالجة كأن تكون تطبيقات الليزر في الجراحة أو في مجال طب الاسنان أو طب العيون وتقسم ايضا حسب نوع الليزر المستخدم في الطب مثل ليزر ثاني اكسيد الكربون او ليزر النيتروجين او ليزر الاكسيمر وتقسم في بعضالاحيان حسب طبيعة المعالجة مثل تطبيقات الجراحة او لحام الاوعية الدموية او التشخيص..والتقسيم الاخير اكثر استخداماً ولفهم تطبيقات الليزر في الطب يجب دراسة العلاقة بين اشعة الليزر المختلفة والخلايا الحية. وهذه العلاقة تعتمد على خصائص الليزر من ناحية طوله الموجي وشدته وشكله عند سقوطه على الجسم المراد علاجه. يمكن تغيير الطول الموجي من خلال تغيير نوع الليزر والتحكم بشدة الاشعة يتم من خلال التحكم في زمن تسليط الليزر وقوة الضخ المستخدمة أما شكل حزمة اشعة الليزر فيتحكم بها من خلال عدسات التركيز المستخدمة. فإذا اعتبرنا ان طاقة اشعة الليزر في حدود 1 وات فإنه يمكن بتغيير الطول الموجي التحكم في طبيعة العلاقة بين الليزر والخلايا الحية.

الليزر الذي يعمل في منطقة الاشعة فوق البنفسجية البعيدة يقتل الخلايا الحية مثل RNA و DNA.

الليزر الذي يعمل في منطقة الاشعة فوق البنفسجية القريبة يحدث تفاعل كيميائي مع مكونات الخلايا.

الليزر الذي يعمل في منطقة الاشعة المرئية يحدث تأثير حراري على الخلايا لامتصاصها طاقة الليزر.

العلاج بالليزر له خصائص عديدة منها قلة الفقد في الدم نتيجة للقطع كما انه نبضات الليزر تكون قصيرة زمنيا مما يجعل المريض لا يشعر بألم كما ان استخدام الليزر يعطي للطبيب رؤية واضحة للمنطقة التي يعالجها لقلة الادوات الميكانيكية التي يستخدمها الطبيب كما ان العلاج لا يحتاج إلى احداث جرح يذكر في جسم المريض وبالتالي يمكن للمريض مغادرة المستشفى فور رزوال تأثير التخدير كما ان الليزر يمكن ان يتم التحكم به بواسطة الكمبيوتر مما يعني دقة فائقة في العملية.

ثالثا:تطبيقات عسكرية Military applications

منذ اكتشاف الليزر والكثير من الابحاث المتعلقة في تطويره كانت لاستخدام في المجالات العسكرية وغالبا ما تكون هذه الابحاث غاية في السرية ولا تكشف إلا بعد سنوات. ومن هذه التطبيقات نذكر استخدام الليزر في التصويب واستخدامه في التفجير عن بعد أو توجيه القذائف وفي تعقب الهدف مهما كانت سرعته وقدرته على تغيير وجهته وفي اسلحة ما يسمى بحرب النجوم كما تدخل في ابطال مفعول اجهزة الخصم الالكترونية واصابته بالعمى.

في المثال التالي نوضح فكرة استخدام الليزر في توجيه القذائف حيث تقوم الطائرة بتوجيه نبضات من اشعة الليزر الغير مرئية على الهدف واجهزة استقبال مثبته على القذائف الموجهة تقوم بتتبع النبضات المنعكسة عن الهدف إلى ان تصيبه. وهذه التكنولوجيا دقيقة إلى درجة كبيرة مستفيدة من حزمة الليزر المستقيمة وسرعة انتشار الليزر وامكانية التحكم في النبضات التي تكون عبارة عن شيفرة من الصفر والواحد التي يفهمها الكمبيوتر الموجه للقذيفة.





مثال اخر نضربه على التطبيقات العسكرية لليزر في حرب النجوم وهذا الاسم الذي اطلقته الولايات المتحدة على نظام الدفاع ضد الصواريخ التي قد تهاجمها من الفضاء بأن ترسل حزمة من نبضات الليزر اما من محطة ارضية على جبل مرتفع أو من اقمار صناعية في الفضاء ذات طاقة هائلة لتسافر بسرعة الضوء وتصيب تلك الصواريخ وهي في الفضاء مباشرة بعد اطلاقها.



رابعا:تطبيقات الحياة اليومية Daily applications

لليزر تطبيقات عديدة في مجال استخدامات الحياة اليومية وتقسم هذه التطبيقات على النحو التالي:

تطبيقات الليزر في البيت الاقراص المضغوطة
الوسائط المستخدمة لتخزين المعلومات
تطبيقات الليزر في العمل طابعة الليزر
وسائط تخزين المعلومات
الكمبيوتر الضوئي

تطبيقات الليزر في التجارة قارئ البار كود
العلامة الهلوغرافية
تطبيقات الليزر في الاتصالات الالياف الزجاجية المستخدمة في الاتصالات
الاتصال الفضائي
تطبيقات الليزر في التسلية عروض الليزر في المناسبات والاحتفالات والاعياد
معارض التصوير ثلاثي الابعاد

وهنا يجب أن نوضح خاصية امتاز بها شعاع الليزر عن غيره من مصادر الضوء العادي وهي عمق مجال تركيز الليزر والشكل التالي يوضح هذا المصطلح.

في حالة تركيز اشعة الضوء العادي باستخدام عدسة فإن عمق تركيز الاشعة لا يتعدة الميليمتر فقط.




أما عمق تركيز اشعة الليزر فيصل إلى ما يقارب 50 سنتيمتر ان لم يكن اكثر وهذا يعطي مجا واسع للتطبيقات التي يجب فيها تحريك الليزر



زوروا المواقع التالية لتوضيح تطبيقات الليزر في الحياة اليومية

كيف يعمل جهاز السي دي?

فكرة عمل طابعات الكمبيوتر

خامسا:تطبيقات الابحاث العلمية Scientific research applications

قلما يوجد بحث علمي سواء في مجال الفيزياء أو الكيمياء أو الجيولوجيا أو الاحياء إلا ويستخدم الليزر كأداة رئيسية في هذه الابحاث ومن تطبيقاته في المجالات العلمية نذكر التالي:

Spectroscopy

Laser (inertial) fusion

Very short pulses (10-15 femtosec)

Laser cooling of atoms

Study of the interaction of electromagnetic radiation with matter

سادسا:تطبيقات خاصة Special applications

هذه من التطبيقات المتقدمة ولا مجال للشرحا بالتفصيل في هذه المرحلة ونذكر من هذه التطبيقات ما يلي:

Energy transport in space

وهي محطات فضائية للاستخدام البشري ويعتمد على الليزر في تزويدها بالطاقة اللازمة عن طريق توجيه اشعة الليزر من الأرض للمحطة الفضائية.



Laser gyroscope

وهو جهاز يستخدم في للحفاظ على الاتجاه في الفضاء



Fiber laser

وهي تطبيقات تعتمد على توليد الليزر في الالياف الزجاجية بدون الحاجة إلى استخدام الطاقة الكهربية لعملية الضخ.

يتـبع

[سلمان الربع رفحاء]

" المقالة الاولى "

كلمة الليزر تعني"تضخيم الضوء"المرئي" من الانبعاث المحفز، اما الميزر فتعني "تضخم الميكرويف من الانبعاث المحفز" أي ان الفرق بينهما فقط في الاطوال الموجية.
الاشعة الليزرية هي وحيدة الطول الموجي، تتكون الاشعة وحيدة الطول الموجي من إنتقال الكترون من مدار حول نواة الذرة له طاقة عالية الى مدار أدنى منه ذي طاقة أقل فغرق الطاقة هذه يشع كموجة ضوئية. ولكن اذا امكن ان ترمى الذرة هذه حال انتقال الالكترون بطاقة أعلى بقليل من الطاقة المنبعثة عندئذ فستشع الذرة فوتونين "موجتين" بنفس الطول متراكبتين بدقة شديدة لهما اتجاهية محددة الى درجة لامتناهية.. فيصبح الاشعاع مضخما من الانبعاث المحفز.
اول من تنبأ بهذه الحالة هو اينشتين في سنة 1917 ولم يكن بالامكان توليد هذه الاشعة في ذلك الزمن، وليس قبل الخمسينيات من القرن الماضي حيث اكتشفت وتوفرت الوسائل لتصنيع نبائط لانتاج أشعة الليزر والميزر. فلقد تمكن الفيزيائي الامريكي جارلس تاونس وجماعته من بناء اول "نبطة" ميزر"اشعة ميكروية"، وبعد مدة قصيرة اقترح تاونس وشوالو إمكانية عمل "نبيطة" انتاج اشعة الليزر"مرئية" وسمي الاشعاع ليزر.
كذلك توصل عالمان سوفيتيان على انفراد للفكرة نفسها، واول نبيطة انتاج ليزر صنعها العالم الامريكي ميامن سنة 1960 باستخدام قضيب من الياقوت، ومنذ ذلك الحين صنعت نبائط مختلفة لانتاج الليزرات، وبذلك تحقق حلم الاقدمين "ان بامكان الضوء ان يبخر اقسى المعادن الصلبة او ان يثقبها" بما فيها الالماس.
واصبح انتاج الليزر يعتمد وبتوجيه حسب طبيعة الاستخدام والهدف منه، وتنوع الغايات ادى الى ادخال مواد متنوعة لانتاج هذا النوع من الاشعاع فقد اسستخدمت القضبان الزجاجية، وخلايا السوائل والاصباغ العضوية الفلوروسينية كما استخدمت الغازات التي تهيج ذراتها تحت تأثير التفريغ الكهربائي مثل خليط هليوم، نيون. ومما يجب ذكره ان الاشعة بعد صدورها من الذرات المتحفزة تعرّض لانعكاسات متكررة قبل خروجها من النبيطة بغية تضخيمها. وكان من اهم الاكتشافات في مجال اشعة الليزر هو ليزرات اشباه الموصلات حيث اصبح بالامكان صنع نبائط صغيرة جداً رقيقة ولاتتجاوز مساحتها 1سم2 او اقل بكثير وتوضع داخل قلم جاف فيصبح له مهمتان..! وفي الواقع تتكون من طبقتين رقيقيتن الواحدة فوق الاخرى. يتولد الليزر منها بالحكم بالشوائب التي تطعم بكل من الطبقتين فتكون هنا الشوائب "الذرات الغريبة" العنصر الاساس في طبيعة الاستخدام. ويجب ان نشير الى ان نبائط اشباه الموصلات هي عبارة عن "دايودات" المعروفة باستخدامها للجميع ولكنها تختلف بتركيز الشوائب.
من اهم استخدامات الموجات الليزر او الميزرية هو تقوية الموجات الراديوية الضعيفة المستقبلة من النجوم والتوابع حتى يمكن تفسيرها، وكذلك تستخدم للسيطرة على استقامة الاتجاهات بفرق لايتجاوز مثلا ربع مليمتر في كل 60م، فاصبح بالامكان توجيه مكائن الحفر العميق او تعديل الاتجاهات لأي غرض كان، من جهة اخرى قوة التضوية في اشعة الليزر تساعد على اخراج الصور في الابعاد الثلاثة وفيما يسمى ايضا بالهيلو غرافي.
الابحاث الان تسير نحو الحدود الاخيرة لهذا الاكتشاف وهو انتاج ليزر بطول موجات الاشعة السينيةن وستمكن هذه الاشعة من تحديد مواقع الذرات ضمن جزيئاتها، لان الاشعة السينية ذات اطوال موجية أقل من الابعاد بين الذرات.
وبالرغم من ان الاشعة الليزرية خطرة جداً ولكن الضعيفة منها ليست بتلك الخطورة التي تظهرها افلام الموت في الخيال العلمي وستبقى بعيدة عما تذهب اليه هذه الافلام.



"المقالة الثانية"

محاضرة للسنة الرابعة في كلية طب الأسنان كتبها : م.د.عمار مشلح

الليزر وتطبيقاته في طب الأسنان Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث القسري للأشعة : الضوء هو لغة الكون وروحه فهو ينشأ من أصغر القطع البناءة للكون وهي الذرات ثم ينطلق منها ليجوب مجراته , وتمر السنون وتظهر القدرة التنبؤية لكتاب الخيال العلمي فيتمكن العلماء فعلاً من اختراع هذا الشعاع الضوئي ولكن تم ذلك عام 1960م وأطلقوا عليه ضوء الليزر . لقد بدأت المحاولات الجدية العلمية لوضع العديد من الفرضيات والنظريات حول طبيعة الضوء وماهيته منذ ما يقرب من ألف عام على يد العلماء العرب أمثال جابر بن حيان وابن الهيثم الذين كانت نظرياتهم نقطة تحول في مفهوم الضوء وأساساً إلى النظريات الحديثة ، وبعد ذلك على يد علماء أوربا أمثال بيكون ونيوتن وماكسويل وبلانك وأنيشتاين . نظرية اسحاق نيوتن (نظرية الانتشار المستقيم )عام 1650م شرح فيها الكيفية التي يتصرف فيها الضوء فأوضح مثلاً لماذا نرى أقواس قزح بعد المطر , فقطيرات الماء تعمل كمواشير تأخذ الضوء الأبيض وتحلله إلى ألوان الطيف , ومازال هذا الكشف هاماً حتى يومنا هذا لكل من يعمل في صناعة العدسات أو المرايا أو الليزر . باختصار تفترض نظرية نيوتن أن الضوء عبارة عن حبيبات صغيرة جداً من النور تصدر عن الأجسام , وتلك الحبيبات تنتشر وفق خطوط مستقيمة تدعى بالأشعة الضوئية وهي تنعكس على سطوح المرايا وتنحرف عن مسارها المستقيم عندما تغير سرعتها لدى اجتيازها سطحاً فاصلاً بين وسطين شفافين كالماء والهواء . ثم تمكنت مجموعة من العلماء بحلول أوائل القرن التاسع عشر ( هويغنز و يونغ ) عام 1801م من وضع أسس نظرية جديدة أطلقوا عليها اسم النظرية الموجية حيث تم التأكيد بوضوح بأن الضوء لا يتألف ببساطة من كريات صغيرة بل ينتشر بصورة موجات كموجات البحيرة ولهذه الموجات أطوالاً موجية مختلفة مقاسة من ذروة لأخرى كما أن لموجات الضوء ترددات مختلفة مقاسة بعدد الموجات التي تعبر نقطة معينة أثناء فترة محدودة من الزمن وهي عادة ثانية واحدة. وقد افترض هؤلاء العلماء وجود وسط مادي يحمل الأمواج الضوئية دعوه بالأثير , ولكن بعد إجراء العديد من التجارب تبين لهم عدم وجود مثل هذا الوسط المادي أي الأثير . إن فهم الطبيعة الموجية لم يحدث إلا بقدوم القرن التاسع عشر حيث بدأ فهم الظواهر الضوئية المختلفة نتيجة للأعمال الهامة التي قام بها يونغ وفرنيل وبعض العلماء الآخرين في أواخر القرن السابع عشر . في عام 1877م ظهرت نظرية ( ماكسويل وهيرتز) أو النظرية الموجية الكهرطيسية القائلة بأنه تتم عملية إثارة ذرة ما بتطبيق طاقة خارجية عليها ( التسخين مثلاً ) فينتقل أحد ألكتروناتها من مدار لآخر أبعد منه عن النواة وبعد فترة وجيزة يعود لمداره الأصلي مطلقاً الطاقة التي امتصها بشكل موجة كهرطيسية لها تردد معين وطول موجة معين ولون معين وهي لا تحتاج لوسط يحملها كالأثير . ومن الأمواج الكهرطيسية ما هو مرئي وما هو غير مرئي كالأمواج الراديوية والميكروية , وقد ثبت فعلاً صحة هذه النظرية والدليل على ذلك هو استعمالها في الاتصالات الراديوية والتلفزيونية وغيرها . في عام 1916م ظهرت نظرية ( بلانك وأنشتاين) أو النظرية الفوتونية التي تنص على أن الضوء هو حبيبات من الطاقة المهتزة ، واهتزازاتها كهرطيسية وقد سمي كل جسيم مهتز بهذه الطريقة بالفوتون , وإن لكل فوتون طول موجة ودور وتواتر ( لون ) . وبهذه النظرية أمكن تفسير طبيعة الضوء ومعرفة كينونته . وتوالت الدراسات في هذا المجال وكانت نتائجها بداية المرحلة الحديثة للأطياف التي لا تزال تتطور حتى الآن , ومن المفيد في نظرية الأطياف أنها تخبرنا أن لكل جسم يشع طيفاً معيناً , أي يعطي مجموعة من الألوان ( ونقصد بالألوان هنا الألوان الأساسية المعروفة وهي البنفسجي والأزرق والأخضر والأحمر, أما الألوان الأخرى فهي مزيجاً منها ) , وكل لون يتميز بطول موجي معين . اللون طول الموجة( أنغستروم) بنفسجي 3800-4500 الأزرق 4500-4900 الأخضر 4900- 5600 الأصفر 5600- 5900 البرتقالي 5900 - 6300 الأحمر 6300-7600 يعتمد الليزر على الإصدار المحثوث إذ تجبر الذرة المهيجة لإعطاء جزء من طاقتها للحقل الكهرطيسي المتفاعل معها وهذه الظاهرة أشار إليها اينشتاين عام 1917م عندما نشر مقالاً عن الإشعاع الكوانتي . لقد كان أول عرض معروف لتكبير الانبعاث المحرض ما تضمنه طلب براءة اختراع عالم سوفيتي عام 1951م بواسطة العالم فابركانت من معهد الطاقة ولم تنشر تلك البراءة إعلامياً حتى عام 1959م وبالتالي يعتقد أنها لم تؤثر على الباحثين الآخرين , ويبقى فابركانت لغزاً حتى الآن وأحد الجنود المجهولين في أبحاث الليزر . ربما وقع أهم الحوادث تأثيراً في نيسان عام 1951م عندما أجرى العالم الأمريكي ( تاونس ) تجاربه لمعرفة الشروط المطلوبة للتكبير بالانبعاث المستحث للموجات الميكروية .وبعد ثلاثة أعوام نجح ثلاثة علماء هم تاونس وغوردون و زيغر في تشغيل مولد من هذا النوع في جامعة كولومبيا في الولايات المتحدة وذلك باستخدام حزمة من جزيئات النشادر وقد سمى العالم تاونس الإشعاع الناتج ( الميزر ) Maser … وهو اختصار لجملة باللغة الإنكليزية ترجمتها ( الأمواج الميكروية المضخمة بواسطة الإصدار المحثوث للإشعاع ) ولهذا العمل الأساسي فقد نال كل من باسوف و بروكوف و تاونس جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1964م وبذلك يمكن اعتبار الميزر أبو الليزر . في السابع من تموز 1960م قام عالم فيزيائي شاب أمريكي هو ( تيودور مايمان ) بانتاج جهاز الليزر العملي الأول , وقد تركب هذا الجهاز من قطعة من الياقوت ) وهو نوع من بلورة أكسيد الألمنيوم ) أخضعت للمعاملة الإشعاعية بواسطة مصباح ومضي يعمل بغاز الزينون الثقيل الخامل وأسفرت التجربة عن توليد شعاع ضوئي متماسك ذي ضوء أحمر غامق لم يسبق مثيل لإنتاجه من قبل . الأمواج الكهرطيسية : تتكون هذه الأمواج من اهتزاز الحقلين الكهربائي والمغناطيسي وإن الأمواج الضوئية ليست الأمواج الكهرطيسية الوحيدة بل هناك الأمواج الراديوية وماتحت الحمراء وما فوق البنفسجية والأشعة السينية , والفرق بين هذه الأمواج ناتج عن الاختلاف في طول أمواجها فطول الأمواج الراديوية مئات الأمتار بينما طول أمواج الأشعة السينية لا يتجاوز عدة أنغسترومات ( نسبة إلى العالم أندروس أنغستروم حيث أن 1 أنغستروم = 10-10 متر) وطول الأشعة الكونية أصغر بكثير من طول موجة الأشعة السينية . وبين الأمواج الراديوية وأمواج الأشعة السينية هناك مجموعة من الأمواج تتحسس بها العين يطلق عليها اسم الأمواج المرئية وتتراوح ما بين 4000- 7000 أنغستروم وتعطينا الألوان الأساسية المعروفة , أما المجال الذي لا تتحسسه العين فنطلق عليه اسم المجال اللامرئي. الذرات والأمواج الضوئية : إن الضوء يصدر عن الذرة وقد افترض (بوهر) بأن الذرة تتألف من نواة تدور حولها الألكترونات في مدارات معينة وإن انتقال الألكترون من مدار إلى آخر قريب من النواة يصحبه انطلاق إشعاعات موجية على شكل فوتونات أو ضوء . الإصدر التلقائي : إذا شغل الإلكترون سوية أعلى من سوية الطاقة الدنيا فإننا نقول عن الذرة بأنها في حالة مثارة وتكون الذرة عندها في وضع غير مستقر . ولا تبقى الذرات مثارة دوماً بل تمضي وهي مثارة فترة زمنية مقدارها جزء من مليون من الثانية الواحدة وبعدها تعود تلقائياً لسوية طاقتها الأصلية ومطلقة الفوتون الذي أثارها بشكل فوتون ضوئي وتدعى هذه المرحلة بالإصدار التلقائي والتي تتم دون أن يتدخل فيها أي مؤثر خارجي وهي المسؤولة عن المنابع الضوئية العادية . ولا تتمتع الفوتونات الضوئية الصادرة بهذه الطريقة بأي ترابط فيما بينها لأنها تصدر بشكل إفرادي وفي إيقاعات زمنية مختلفة , فلا يتحقق أي انسجام أو تماسك في طاقاتها لذلك تكون موجاتها لا مترابطة ومثال على ذلك هو ضوء لمبة النيون العادية أو مصباح السيارة . الإصدار المحثوث : في عام 1917م توقع العالم ألبرت انشتاين أنه بالإضافة للإصدار التلقائي السابق للضوء يوجد نوع آخر من الإصدار وهو الإصدار القسري أو المحرض STIMULATED فقد يحدث أن يصطدم فوتون مار من المادة بذرة مثارة فيها فيسبب خللاً في توازنها ويجعلها تهبط اضطرارياً لسويتها الأصلية وذلك قبل أن تمضي فترتها الزمنية وهي مثارة فلا تلبث أن تفقد فوتونها الذي أثارها أول مرة عندئذ يحدث ترابط وتماسك للفوتون المتحرر منها والفوتون الصادم وبالنتيجة ينطلق فوتونان من الذرة وهما على قدر كبير من الترابط والانسجام, ويؤدي التواقت الزمني المدهش في عملية انطلاقهما من الذرة المثارة إلى اتحاد طاقتيهما وتضخيمهما وهما بدورهما سوف يصطدمان بذرات أخرى مثارة في المادة ويجبرونها على التخلي عن فوتوناتها بحيث تنضم أفواجها المتماسكة و المتحررة حديثاً إلى الفوتونات الصادمة مما يؤدي لغزارة أعدادها وصلابة تماسكها وتضخيم طاقاتها . شروط حدوث الإشعاع المحثوث ( الليزري) : 1- أن تثار ذرات المادة لسويات طاقة عالية وبأعداد هائلة ويتم ذلك بتطبيق طاقة إثارة مناسبة عليها . 2- أن تكون المادة الفعالة المستعملة ذات ثلاث مستويات للطاقة أو أكثر . 3- أن توضع المادة الفعالة بين مرآتين كي يتحقق انعكاسات متعددة للشعاع بينهما وبالتالي تحقيق أكبر عدد ممكن من الإصدارات المحثوثة ذات الفوتونات المتماسكة . 4- أن تطبق على الجملة طاقة حقن خارجية كي تحدث إثارة لذرات المادة وشحنها بالطاقة وبالتالي لجعلها جاهزة ومهيأة لإطلاق الفوتونات المتماسكة حال حدوث اصطدامات مع فوتونات سريعة تعبر المادة .


وهكذا يقصد بالإصدار المحثوث الليزري هو أن نضبط ونروض بلايين المحركات الانفجارية الصغيرة في المادة الفعالة وهي الالكترونات بأن تمتص الطاقة الواردة إفرادياً ونجعلها تحرر تلك الطاقة دفعة واحدة بشكل فوتونات متماسكة . الأجهزة الليزرية : يشترط لعمل أي جهاز ليزر توفر العناصر التالية وبدونها لا تعمل تلك الأجهزة وهي : 1- المادة الفعالة . 2- جملة ضخ الطاقة . 3 - جملة التضخيم الضوئي . 1- المادة الفعالة ACTIVE MEDIUM : وهي الوسط المادي المولد للأشعة المحثوثة ( الليزرية ) والمضخم الأولي لها وقد تكون تلك المادة غازا نقيا أو مزيجا منه وقد تكون سائلة أو صلبة ويتم اختيار المادة الفعالة بعد دراستها طيفيا وتحديد جميع سويات الطاقة فيها والتعرف على مداراتها الالكترونية وخاصة المدارات التي تحدث بينها الاصدارات الضوئية التلقائية و الليزرية . بعض أنواع تلك المواد الفعالة ضوئيا وليزريا : المادة نوعها آزوت غاز نقي ( ذري ) هيليوم – نيون مزيج غازي غاز الكربون CO2 مزيج غازي(جزئي) بلورة الياقوت المشوب بالكروم صلب(بلورة ) الزجاج المنشط YAG صلب ( بلورة) أوكسي كلور الفوسفور المشوب بالنيوديميوم سائل 2- جملة ضخ الطاقة PUMPING SYSTEM : وهي تتكون من منبع ضوئي وامض ومن النوع المستعمل في التصوير الفوتوغرافي العادي . في الليزر الياقوتي تكون بشكل أنبوب زجاجي حلزوني رفيع من معدن الكزينون وتومض الإشارة الضوئية فيه بسبب حدوث تفريغ كهربائي للتيار المار في الغاز الموجود فيه , وللومضة الضوئية الصادرة عنه فترة زمنية هي جزء بالألف من الثانية الواحدة ,وهذهالفترة كافية لإثارة شوارد الكروم Cr3 لسوية طاقة عالية بحيث يؤدي ذلك لحدوث انعكاس جماهيري للذرات . 3- جملة التضخيم الضوئية(الرنانة الضوئية) OPTICAL RESONATOR وتدعى أحياناً بالتجويفة الرنانة أو القمرة أو المجاوبة الضوئية , وهي تتكون من مرآتين مستويتين أو كرويتين وتوضعان متقابلتان والوجه العاكس لهما يكون نحو الداخل أي باتجاه المادة الفعالة وهذا الترتيب يقوم بعملية تضخيم وتكبير وتنمية الإشعاع المحثوث بطريق التغذية الراجعة وينشأ عن ذلك ما يسمى بموجة مستقرة ليزرية ذات تواتر (لون) واحد . وعادة تجعل انعكاسية إحدى المرآتين 100% أي عاكسة تماماً في حين تجعل المرآة الثانية عاكسة جزئياً أي بحدود 99% وينتج عن ذلك بأن لها نفوذية تبلغ 1% فقط وعلى هذا تمثل طاقة شعاع الليزر النافذ من هذه المرآة 1% فقط من الطاقة السائدة ضمن المجاوبة ... أنواع الليزرات : 1- ليزرات غازية Gas Lasersمثل الليزر الآزوتي والآرغوني المؤين وغاز الكربون CO2 والليزر الغازي هيليوم – نيون .. . 2- ليزر الأجسام الصلبة Solid state Lasesrs مثل الياقوت الأحمر والزجاج المنشط من نوع نيوديميوم ياغ وليزرات الأتربة النادرة ... 3- ليزرات أنصاف النواقل Semi Conductor Lasers وهي تتكون من تطعيم بلورة الجرمانيوم أو السيليكون أو الغاليوم أرسنيد أو الآرسنيك بشوائب كالزرنيخ أو الأنديوم أو التوتياء أو التلاريوم ... 4- ليزرات السوائل Liquid Lasesrs مثل ليزر معقد الشيلات في محلول الكحول والمشوب بشاردة النيوديميوم وهناك ليزر اوكسي كلور الفوسفور وليزر الرودامين والليزرات الصبغية والليزرات الكيميائية ... خواص أشعة الليزر : spacial properties of laser light 1- وحدانية اللون mono chromaticity . 2- الطول الموجي wave length من 0.3- 300 ميكرون وهي تغطي المجال المرئي من الضوء والممتد من 0.4- 0.7 ميكرون كما تغطي جزءا من المجال غير المرئي وذلك في منطقتي الأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية . 3- الانتشار الزاوي angular divergence يتصف هذا الشعاع بانتشار زاوي ضيق جدا . 4- البريق brightness وهذا يعني أن للإشعاع الليزري طاقة عالية جدا ومركزة بحيث أن كثافة شعاع الليزر بالفوتونات المتماسكة أكبر من مثيلتها على سطح الشمس بملايين المرات , ومن ناحية أخرى فهي طيعة وسهلة التوجيه والتحكم بها لحد كبير . 5- الطاقة والاستطاعة energy&power تعتبر طاقة أجهزة الليزر اللازمة لتشغيله ضعيفة نسبيا لكن الاستطاعة الخارجة منه هي العالية 6- الترابط أو التماسك الزماني والمكاني coherence خلافا للضوء الطبيعي الصادر من منابع الضوء العادية الذي تتغير شدته وطوره وطاقته من نقطة لأخرى ومن زمن لآخر عبر الحزمة المنتشرة فإن شعاع الليزر لا تتغير شدته ولا طوره ولا طاقته من نقطة لأخرى عبر حزمته خلال الزمن ، أي مترابط زمانيا ومكانيا وهذا الترابط أو التماسك ناتج عن التواقت الإيقاعي في اصدار الفوتونات من الذرات المثارة ... تطبيقات الليزر : 1- في الصناعة : تستند التطبيقات الصناعية لليزر على استغلال القابليات الحرارية الكامنة والمركزة في أشعة الليزر وغالبا ما يستعمل في الصناعة ليزر co2 أو الياقوت أو Nd- YAG حيث تكفي طاقتها النبضية المنطلقة خلال جزء من مليون من الثانية لرفع درجة حرارة الهدف لأكثر من مائة ألف درجة في حين تبلغ درجة حرارة جو الشمس حوالي عشرين ألف درجة وتلك الخاصية جعلته أداة قطع وقص ولحم وتثقيب ... 2- في الزراعة : يستعمل كمبيد حشري وجرثومي وفيروسي فهو يقتلها في أي مرحلة من مراحل نموها دون أن يؤثر على النباتات أو البذور ... 3- في الاتصالات : الهاتف الضوئي كان حلما واصبح حقيقة لان قدرة اشعة الضوء على حمل المعلومات تتفوق على امكانات الهاتف او التلفزيون بكثير وهكذا بدأ علماء الاتصالات يحولون اهتماماتهم من الأسلاك إلى الألياف الضوئية والليزرات ... 4- في المجالات العسكرية : أ- يمكن لأشعة الليزر أن تدمر الأهداف المعادية الثابتة والمتحركة بملاحقتها بشعاع ليزري مستمر او نبضي واهم مجال لها هو تدمير الصواريخ العابرة للقارات ... ب- يستخدم شعاع الليزر في مجال التسديد الدقيق البنادق والمدافع وتوجيه الطائرات عند الإقلاع والهبوط .. ج- توجيه القذائف بواسطة اشعة الليزر مما يساعد على القصف الجوي بشكل دقيق ومركز ... 5- في مجال الفنون : بواسطة اشعة الليزر تمكنا من اضافة البعد الثالث الحجمي للاجسام المصورة وبالتالي الحصول على ما يسمى التصوير المجسم ... 6- تطبيقات الليزر في مجال الطب : تشمل أنواع الليزرات المستخدمة في هذا المجال ليزر الياقوت وco2 و الآرغون والكريبتون و Nd-YAG وعدد آخر , ومبدأ استخدام أشعة الليزر لتدمير النسيج بسيط جداً فعندما يمتص النسيج الطاقة الضوئية تتحول هذه إلى حرارة تتلفه . الميزة لليزر عن قطع النسيج بالمبضع هو عدم حدوث النزف طالما لا توجد الشرايين الكبيرة ( أكبر من 0.5مم قطرا ) . بالنسبة لليزر CO2 فقد أحدث ضجة كبرى لدى الجراحين لأن الماء يمتص موجته الضوئية بكاملها ومتحولا لبخار ماء ذي ضغط مرتفع ( نسبة الماء في الخلية الحية 75- 90%) مما يسبب انفجارها وتلاشيها وكل ذلك مع اقل ضرر للانسجة الطبيعية المجاورة بعكس المشرط لان الخلايا البشرية تعتبر موصلات رديئة للحرارة ... الليزر وطب العيون : 1- علاج امراض قاع العين 2- عمليات الساد 3- علاج الشبكية لدى مرضى السكري 4- عند انفصال الشبكية نتيجة مرض أو حمى أو صدمة قوية 5- يتميز غاز الآرغون بفعالية معالجة مرض الزرق الليزر في طب وجراحة الأذن والأنف والحنجرة : يشكل طب وجراحة الاذن والانف والحنجرة افضل المجالات لاستخدام ليزر CO2 وذلك بسبب تقنية عدم المس المستخدمة وخلو منطقة الجراحة من التورم و التضيق الذي يحصل عادة ما بعد العمل الجراحي وكذلك انعدام النزف وقلة الالم وسهولة الوصول لمناطق يصعب الوصول اليها بالطرق التقليدية ، كما يستعمل الليزر في استئصال اللوزتين عند مرضى نقص التخثر كالناعور , واستعمل ايضا في علاج امراض الاذن كعملية قطع الركابة ... الليزر وجراحة الجملة العصبية : يستخدم ليزر CO2 بصورة مركزة في جراحة الاعصاب اما ليزر الآرغون فنادر ، يعطي ليزر CO2 دقة جراحية كانت مستحيلة سابقا وذلك بسبب تقنية عدم اللمس والتدمير الدقيق للانسجة وكذلك قلة النزف ويمكن ان نذكر من الحالات ازالة ورم دماغي صغير – مرض باركنسون – ورم السحايا – رفع تورم العصب السمعي – استئصال الغدة النخامية والاورام الغدية واورام النخاع الشوكي ... الليزر في الامراض الجلدية والجراحة التجميلية : يستعمل ليزري الآرغون و CO2 بنفس النسبة فخاصية اختيار اللون لدى الآرغون ومنع النزف والدقة لدى CO2 تستغلان باقصى طاقة اما ليزر Nd-YAG فاقل استعمالا هنا ، يستخدم ليزر الآرغون في تخثير آفات الجلد الملونة ( اورام وعائية دموية شعرية – علاج دوالي الاوردة – الشامات – الثآليل ) وفي رفع الوشم حيث ينغذ شعاع الآرغون من البشرة كما ينفذ الضوء من الزجاج ويخثر العروق في الجزء الاعلى من الادمة وكلما كان لون الادمة اغمق فانها تستجيب لشعاع ليزر الآرغون اما العروق الاكثر وردية والتي تبيض تحت الضغط فتستجيب بصورة افضل لشعاع ليزر CO2 . الليزر وجراحة الجهاز الهضمي ( المعدي والامعاء) : استخدم كل من ليزري الآرغون وNd-YAG , اما ليزر CO2 فاستخدامه محدود هنا لعدم امكانية نقل شعاعه عبر الالياف البصرية المرنة واهم استخدام لليزر هنا هو ايقاف النزف من القرحات المعدية او المعوية ... الليزر في طب الأسنان والجراحة الفموية


"المقالة الثالثة"


تتألف كلمة ليزر من الحروف الأولى لأسم هذه الأشعة بالغة الإنجليزية الذي يعني بالغة العربية تكثيف الضوء ببعث الإشعاع المنشط فأشعة ليزر ضوء مكثف ينتشر في اتجاه واحد فقط ولهذا يكون قوياً مركزاً أما الأشعة العادية كضوء الشمس وضوء القمر وضوء المصابيح فتنتشر في جميع الإتجاهات وتماثل أشعة ليزر الضوء العادي في خصائصها الأخرى كالانعكاس عن الأسطح الصقلية والإنكسار والتجمع
اكتشفت طريقة توليد أشعة ليزر على يدي فيزيائي أمريكي يدعى ثيودورميمان سنة 1380 هـ الموافق عام 1960م وقد استخدمت أسطوانة من الياقوت لهذا الغرض

ولتقريب مفهوم ليزر للأذهان نسوق هذا المثال : لو راقبت السماء في يوم مطير لرأيت قطرات المطر تهطل فرادى دون أن تؤدي إلى أضرار ولو أن تلك القطرات تماسكت وهي في طريقها إلى الأرض وكوّنت آلاف الأطنان من المياه ثم هطلت دفعة واحدة على سطح الأرض لأدت في لحظة الأصطدام إلى دمار هائل ولتناثر حطام الأشياء التي تقع عليها هنا وهناك

إن إشعة ليزر يمكن تركيزها بحيث تؤثر في منطقة صغيرة جداً مما يضاعف قوتها وتأثيرها أضعافاً كثيرة كما يفعل لاعب الكراتيه عندما يستخدم طرف يده او أطراف أصابعه الأمامية في كسر الألواح الخشبية ومما يزيد في فعالية أشعة اليزر أنه يمكن التحكم في اتجاها

وتتعدد أنواع أشعة ليزر بتعدد المواد المستخدمة في توليها حيث يمكن توليد نوع معين من أشعة الليزر ذات صفات خاصة بها من مادة معينة فأشعة ليزر تختلف عن بعضها في اللون والطول والإنتشار والبريق والطاقة والإستطاعة والترابط الزماني والمكاني ويمكن الحصول على نوع من الأشعة يلائم الغرض بتوليده من المادة المناسبة

وتولد أشعة ليزر من المواد في أي حالة كانت : غازية أو سائلة أو صلبة لكن يجب أن تكون المادة المستعملة شفافة أو شبه شفافة ومن أشهر المواد المستخدمة غاز ثاني أكسيد الكربون وسائل الكحول والزجاج المنشّط . وأقوى أنواع أشعة الليزر يتولد من الياقوت الأحمر فهو أقوى من شعاع الشمس على الأرض بما مقداره مليون مرة ولذا تقطع به المعادن بيسر تام

ويستفاد من أشعة ليزر في أستخدامات كثيرة جداً . فينقش بها على المعدن الصلب دون حاجة إلى تسخينه ولربما رأيت ذلك النقش على أحد المصنوعات حاملاً اسم الشركة وشعارها وتسمى هذه الطريقة بالطباعة الضوئية وتستخدم ليزر أيضاّ في الفحص الفني للمنشآت والأدوات كالجسور والمباني والأعمدة وأجزاء الآلات الكبيرة وعجلات الطائرات . ويتم ذلك بتسليط تلك الأشعة على الشيئ المراد فحصه ودراسة الخطوط والأشكال المنعكسة عنده فتتضح الأجزاء الضعيفة أو التالفة . وتعرف هذه الطريقة بالتصوير المجسّم

وفي مجال الطبّ وعلوم الحياة أمكن علاج حالات السرطان بتسليط أشعة ليزر على الأنسجة السرطانية وإحراقها دون أن تتأثر الأنسجة العادية ختى لو أصابتها تلك الأشعة . يضاف إلى ماسبق استخدام ليزر في عد كريات الدم وفي تدمير سوس الأسنان وعلاج ضعف البصر

أما في الكيمياء فقد أصبح من السهل معرفة المواد المشعة بتسليط حزمة من الأشعة على تلك العناصر فيصدر عنها إشعاعات ذات أطوال موجية مختلفة يميّز بها العنصر من سواه

ولأشعة ليزر استخدامات أخرى في حفر الأنفاق وشق الطرق والتنقيب عن البترول ونسهيل معاملات الشركات والمجلات الحالية التي أشرنا إلى بعض منها بل قد تصير أكثر التصاقاً بحياتنا اليومية فيما يأتي من الأيام

يتبــع

[سلمان الربع رفحاء]

الليزر.. معجزة علمية في كل ما حولك

تحتفل الأوساط العلمية هذا العام بمرور 50 عاما على اختراع الليزر الذي يوصف بأنه أحد أعظم اختراعات القرن العشرين.
ورغم أن علماء الفيزياء لم يتمكنوا من استثمار هذه المعجزة العلمية إبان ظهور تقنية الليزر لأول مرة عام 1960 -حتى أن البعض أطلق عليه "الحل الذي يبحث عن مشكلة"- فإنه بعد نصف قرن من الزمان بات بالمعنى الحرفي للكلمة "الحل الأسرع والأنظف" لغالبية المشاكل، فضلا عن كونه أيسر وآمن الحلول.

ولا تكاد تخلو مؤسسة أو بيت من استخدام الليزر بدءا من الأجهزة الإلكترونية ومرورا بالألياف الضوئية وحتى ألعاب الأطفال وأضواء الاحتفالات، كما لا يكاد يستغني أي مجال من مجالات العمل، الهندسية والزراعية والصناعية والطبية والتعليمية وحتى الترفيهية، عن استخدام الليزر. فنراه في غرف الجراحة وقاعات الدراسة (طابعات الليزر، أجهزة العرض، أقلام الإشارة الضوئية) وخطوط الإنتاج في المصانع وفي الخدع السينيمائية، وحتى في أصغر المتاجر التي تستخدم تقنيات المسح الضوئي الرقمية المعروفة باسم "باركود".

كل هذا جعل الأكاديمية الأمريكية للهندسة تختار توليفة "الليزر والألياف البصرية" كواحدة من بين "أهم 20 تطورا هندسيا في القرن العشرين"، باعتبارها السبب الرئيسي في ثورة الاتصالات.

شعاع مايمان

أطلق عالم الفيزياء الشهير "ثيودور مايمان" أول شعاع ليزر عام 1960 في "معمل أبحاث هيوز" بولاية كاليفورنيا الأمريكية، عندما سلط ضوءًا ساطعًا من مصباح مومض باتجاه قضيب من الياقوت الأحمر مغطى بطبقة من الفضة. وبذلك أنتج مايمان الليزر (LASER) وهو اختصار لمصطلح (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) أي "تضخيم الضوء بانبعاث الإشعاع المستحث".

وارتبط اسم "مايمان" (1927-2007) بالليزر الأحمر أو ليزر الياقوت (Ruby laser) الذي لم يكن معروفا حتى ذلك الوقت رغم محاولات سابقة لبعض العلماء لإنتاج الليزر. ومن بين تلك المحاولات كانت الدراسة النظرية التي قدمها العالمان "تشارلز تاونز" و"آرت تشاولو"، وهي اقتراح نظري حول إطلاق شعاع ميزر (MASER) –تضخيم موجات الميكروويف بانبعاث الإشعاع المستحث- بنفس الطريقة التي نجح بها مايمان مستخدما الضوء بدلا من موجات الميكروويف.

لكن الليزر الذي أطلقه "مايمان" كان له عدة صفات لم تذكرها دراسة "تاونز" و"تشاولو" أولها أن مايمان استخدم في تحفيز قضيب الياقوت نبضات ضوئية تبلغ فترة كل ومضة منها بضعة أعشار الثانية الواحدة.

لم يستخدم "مايمان" موجات ضوئية متصلة ولذلك فإن مقدارًا كبيرًا من الطاقة أطلق في وقت قصير جدا، وهو ما منح الشعاع قوة أكبر بكثير مما أُنتج في محاولات سابقة.

يعمل الليزر عن طريق تزويد الذرات أو الجزيئات بطاقة إضافية، فتصبح أعداد الجزيئات ذات الطاقة العالية أكثر من تلك ذات الطاقة المنخفضة، وعند حدوث ذلك، فإن الأمواج الضوئية التي تمر خلال قضيب الياقوت الأحمر ينتج عنها كم كبير من الإشعاع المستمد من الجزيئات ذات الطاقة العالية، وهذا الكم يكون أكبر مما تفقده تلك الموجات بامتصاصها لدى الجزيئات ذات الطاقة المنخفضة.

والميزة الثانية لليزر مايمان هي ما أذهلت علماء الفيزياء حقا؛ فقد استطاع تفريغ الجزيئات ذات الطاقة المنخفضة من قضيب الياقوت المستخدم في التجربة، ما أدى إلى حدوث مقدار كبير من الانبعاث المستحث، ساعد على ظهور شعاع الليزر.

قبل مايمان

يعود تاريخ البحث عن الليزر إلى ما قبل مايمان بزمن طويل؛ ففي عام 1917 وضع "ألبرت آينشتين" القواعد النظرية الأساسية لليزر والميزر في دراسته التي عنونها: "حول نظرية الكم للإشعاع"، حيث أعاد النظر في قانون ماكس بلانك للإشعاع، المبني على مفهوم معامل احتمال الامتصاص (معاملات آينشتين) والانبعاث الفوري والانبعاث المستحث للإشعاع الكهرومغناطيسي.

وفي 1928 أكد رودلف لادنبرج وجود ظاهرة الانبعاث المستحث، كما تنبأ فالنتين فابريكانت في عام 1939 باستخدام الانبعاث المستحث لتضخيم الموجات القصيرة، وفي عام 1947 عثر "ويليس لامب" و"آر سي رذرفورد" على ما بدا أنه انبعاث مستحث في أطياف الهيدروجين، وهو ما اعتبر أول ظهور للانبعاث المستحث.

وفي 1950، عرض "ألفريد كاسلر" طريقة الضخ الضوئي التي تم تأكيدها بالتجارب العملية بعد ذلك بعامين.

وفي مايو 1960، شرح "مايمان" أول أداء لليزر في مقال نشره بصحيفة "نيتشر" العلمية، وقدم للعالم تقنية أضحت تستخدم بشكل رئيسي في تخزين المعلومات عبر أجهزة حفظ ضوئية مثل مشغل الأقراص المدمجة (CD, DVD)، إلى جانب استخدامها في ألياف الاتصال الضوئية والأجهزة التي تعمل بهذه التقنية مثل الباركود وطابعات الليزر وأقلام الإشارة بالليزر.

استخدامات مذهلة لليزر

ولشعاع الليزر سمة أساسية هو أن طيف الضوء المنبعث منه يكون له نطاق تردد ضيق جدا ومحدد، وهذا يجعل شعاع الليزر ممتدا إلى مسافة طويلة دون أن يتسع طيفه.

وأحد أهم استخدامات الليزر بعد سنوات من اكتشافه كان في قياس بُعد القمر عن الأرض، وحدث ذلك عام 1969 عندما تم إرسال شعاع ضوئي للقمر حيث استقبلته عاكسات كبيرة كانت مثبتة على سطح القمر بواسطة رواد فضاء في برنامج أبوللو الأمريكي.. قامت هذه العاكسات بإرجاع الشعاع إلى الأرض، وتم قياس الفترة التي استغرقها الشعاع ذهابا وإيابا، ومن خلالها عُرف بعد القمر عن الأرض.

وفي وقت لاحق تم إرسال شعاع ليزر روبي واستقباله عن طريق تيليسكوب لقياس المسافة من القمر إلى الأرض بهامش خطأ يبلغ 3 سنتيمترات فقط. واعتبرت هذه من أهم استخدامات الليزر قصير النبضات.

وكما يقول "تاونز" في مقال له بدورية "جامعة شيكاغو" الأمريكية: كان الليزر إبان اكتشافه بالفعل "حلا يبحث عن مشكلة"، فلم يكن عند العلماء فكرة عن كيفية توظيفه لخدمة البشرية. "لكن بالجمع بين علمي البصريات والإلكترونيات، فتح الليزر مجالات متسعة جديدة من العلوم والتكنولوجيا. وظهر بعد ذلك بوقت قصير العديد من أنواع الليزر، كما عُرف الكثير من تطبيقاته".

ليزر من كل شيء!

ففي معمل أبحاث "آي بي إم" في نيويورك، استطاع "بيتر سوروكين" و"ميرك ستيفنسون" خلال عام 1960 أيضا إطلاق شعاعي ليزر بتقنية مشابهة للتي استخدمها "مايمان"، غير أنهما استخدما قضيبا من فلوريد الكالسيوم بدلا من الياقوت. وبعد ذلك، في عام 1960 أيضا، استطاع "علي جوان" و"ويليام بينيت" و"دونالد هيريوت" إنتاج نوع متميز من الليزر مستخدمين مادة "هيليوم نيون"، فنتج عنها إشعاع مستمر ذو تردد عالي النقاء ونطاق طيفي ضيق جدا.

وتلا ذلك اكتشاف ليزر أشباه الموصلات، الذي أنتجه "روبرت هول" عام 1962 في معامل "جنرال إليكتريك" في نيويورك. وأصبح هذا النوع من الليزر هو الأشهر والأقل كلفة، وبات يدخل تقريبا في كل الاستخدامات اليومية إلى الآن؛ مثل أجهزة المسح الرقمي (الباركود)، والألياف الضوئية المستخدمة في أجهزة الاتصال، وأقلام الليزر.

وأدخل العلماء كل ما استطاعوا من مواد لإنتاج الليزر، حتى أن عالم الفيزياء "تشاولو" أنتج على سبيل المزاح ليزر "مأكول" من الجلاتين المنكّه (لكنه لا يؤكل بالفعل بسبب الصبغة التي استخدمت لتلوينها)، إلى جانب الليزر "المشروب" الذي استخدم فيه خليطا من المشروبات الكحولية.

كما عثر العلماء على ليزر طبيعي في أجسام فلكية، فعلى سبيل المثال يعمل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي لكوكبي المريخ والزهرة على تضخيم الأشعة تحت الحمراء، المستحثة من أشعة الشمس، والإشعاع المكثف القادم من النجوم يحفز عمل الليزر في ذرات الهيدروجين الموجود في السحب الغازية العملاقة المحيطة بالكوكب.

أما اليوم، فقد تطور إنتاج الليزر بشكل كبير، حيث بات يحقق أعلى كثافة للطاقة من أي وقت مضى، وأكثر دقة في قياس المسافات، وأكثر الوسائل حساسية ودقة في التقاط الأجسام متناهية الصغر ونقلها، مثل الكائنات الدقيقة، كما تم الوصول لأقل درجة حرارة على الإطلاق باستخدام الليزر، واخترعت أنواع جديدة من الإلكترونيات والأجهزة البصرية، وافتتح العديد من الصناعات التي تقدر بمليارات الدولارات.

كما بات الليزر يستخدم في جميع مجالات البحث العلمي، وهناك على الأقل عشرة علماء ممن حازوا جائزة نوبل، لم يكونوا ليحققوا إنجازاتهم لولا استخدام الليزر.

تطبيقات طبية

وفي عام 1999 حاز العالم المصري أحمد زويل جائزة نوبل في الكيمياء لابتكاره نظام تصوير فائق السرعة يعمل باستخدام الليزر وله القدرة على رصد حركة الجزيئات عند نشوئها وعند التحام بعضها ببعض، ووضع زويل وحدة زمنية تلتقط فيها الصورة وهي "الفمتوثانية" وتساوي جزءًا من مليون مليار جزء من الثانية (10 to the power 15).

هذا التقويم الزمني الجديد (الفمتوثانية) كان له تأثير غاية في الأهمية على البحث العلمي، ويقول زويل في كتابه "عصر العلم": إن هذا التقويم "فتح أبواب عالم المادة وديناميكيتها على مصراعيه، فكما نرى الكواكب تدور بالتقويم الشمس نرى الذرات تدور بتقويم الفمتوثانية".

وساعدت تلك التقنية في التعرف على الكثير من الأمراض بسرعة فائقة، إلى جانب تطويرها لتستخدم في علاج بعض الأمراض وإجراء بعض الجراحات في عدد قليل من "الفيمتوثانية"، وهو ما يجعل المريض لا يدرك الشعور بالألم خلال هذا الوقت المتناهي القصر.

ومن أشهر التطبيقات الطبية للليزر جراحات تصحيح الإبصار المعروفة باسم الليزك. حيث تعمل أشعة الليزر على تعديل شكل القرنية باستخدام أداة دقيقة تسمى "الميكروكيراتوم". ويستعمل الإكزايمر ليزر لإزالة جزء من النسيج الداخلي للقرنية (يتم تقديره حسب نوع ودرجة عيب الإبصار). وتتم هذه العملية دون الحاجة لأي غرز جراحية.

ويرتبط الليزر في أذهان كثير من النساء بجراحات التجميل خاصة ما يتعلق بعمليات إزالة الشعر، وشفط الدهون، وتتم عملية شفط الدهون بالليزر عن طريق إدخال مسبار دقيق ذي ألياف تطلق الليزر منخفض الطاقة إلى الدهون المستهدفة، وتعمل الطاقة التي يطلقها الليزر على تحطيم الخلايا الدهنية، ومن ثم يتم شفطها. وليس لهذه الأشعة أي تأثير على الأنسجة المجاورة، والمذهل أن هذه الجراحة لا تستغرق أكثر من ساعة ويمكن إجراؤها باستخدام مخدر موضعي فقط، ويعتبر شفط الدهن بالليزر جراحة آمنة جدا ولا تنطوي على مخاطر تذكر مقارنة بعملية شفط الدهن التقليدية، وتستغرق فترة النقاهة نحو يوم أو يومين!.

ولليزر أيضا باع طويل في جراحات الفك والأسنان، فيستخدم في عمليات تبييض الأسنان وفي المعالجات اللبّيّة، مثل سد ثقوب جذور الأسنان مهما كانت متناهية الصغر، كما يستخدم في علاج أنسجة اللثة والأنسجة الداعمة، ويفيد في قياس حركة السن في مراحلها المبكرة، وفي التحليل الطيفي للعناصر اللاعضوية للقلح فوق اللثوي وتحته.

ويفيد استعمال شعاع الليزر اللين في حالات تهتك الأنسجة والقرحات الفموية واللسانية الناجمة عن الرضوض والقرحات القلاعية.

وفي جراحات الفم يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير، حيث ينجم عن الحرارة المرافقة لطاقته التي ترتفع فجأة ولأمد قصير تدمير الخلايا غير المرغوبة وما تحويه من جراثيم، وتمتص الأنسجة الرخوة ذات المحتوى المائي المرتفع طاقة شعاع الليزر بشكل جيد، أما النسج المجاورة للنسيج المستهدف علاجه فامتصاصها لأشعة الليزر يكون في أضيق الحدود.

وفي جراحات الليزر تلك، ينعدم النزف الدموي أو يكون في حدوده الدنيا، ولا تحدث التهابات في الأنسجة المجاورة للنسيج المستهدف، كما تتناقص احتمالات التلوث مقارنة بالجراحات التقليدية، ولا تترك الجراحة ندبات واضحة كالتي تلي الجراحات التقليدية.

وبالإضافة إلى ذلك، يتم تعقيم الأجهزة الطبية المستخدمة في تلك الجراحات عن طريق الليزر أيضا.

تطبيقات أخرى

أما الاستخدامات التكنولوجية والإلكترونية لليزر فلا حدود لها، فيكاد لا يخلو جهاز إلكتروني من استخدام الليزر، كما لا يخلو مصنع أو متجر أو منزل من جهاز يعمل بالليزر، وحتى في الشارع والأماكن العامة فتجد الجميع يستخدم أجهزة هواتف خلوية يستخدم فيها الليزر وبخاصة في تقنية البلوتوث.

- لكن أغرب وأحدث ما يمكن أن تراه في عالم الليزر هو (Bluetooth Laser Keyboard) أو لوحة مفاتيح الليزر التي تعمل من خلال البلوتوث.

- هذه الأداة الصغيرة تعرض صورة ضوئية افتراضية للوحة المفاتيح على أي سطح أملس يقابلها، ثم بإمكانك أن تضغط على المفاتيح الافتراضية بأصابعك، والأجمل أنها تصدر صوت نقرات تقنعك بأنك تكتب على لوحة مفاتيح حقيقية!.

- يمكنك استخدام هذه الأداة وأنت تكتب بريدا إلكترونيا لترسله عبر هاتفك الخلوي، دون الحاجة إلى معاناة كتابة نص طويل بالضغط على مفاتيح الجوال الضئيلة، كما أن ترتيب الأحرف على اللوحة مطابق لترتيبها على لوحة المفاتيح الحقيقية، وهذه الأداة الرائعة يمكنك حملها معك في أي مكان إلى جانب هاتفك الخلوي، فحجمها لا يتجاوز حجم مشط أعواد الثقاب!.

وتباع هذه الأداة عبر الإنترنت بسعر لا يتجاوز 150 دولارا أمريكيا ويبلغ حجمها 24*34*90 ملليمترا.




اخيرا عسى اللي وصلك ينفعك يـ ربـى
دمتم بود
سلمان الربع

[ربى]

اخي : اشكرك من كل اعماق قلبي والشكر ايضا موصول لأختك



اعذرني لاأملك سوى هذه الكلمه فألف شكرا لكم

[سلمان الربع رفحاء]

العفـو
موفقه ان شاء الله باختبارك