[MASER & LASER] Quale loro caratteristica è usata?!

[Matrixbob]

Mi spiego meglio.
Non mi interessano informazioni del tipo: significa Amplificazione di Luce con Emissione Stimolata di Radiazione.
Quello che mi interessa è ad esempio: quando si interviene chirurgicamente col LASER cosa è che taglia, la "quantità di moto" che colpisce gli atomi della nostra carne?!

Mi interesserebbe sapere in sostanza quali sono le caratteristiche utilizzate, un semplice e stupido giro su Wikipedia:

http://it.wikipedia.org/wiki/Maser
http://it.wikipedia.org/wiki/Laser

non basta.

Tenendo conto che la luce nel suo duplice (x ora) comportamento onda-particella non ha massa, ha quantità di moto, trasporta energia per cui può compiere lavoro, ed in generale trasporta informazione.

[Matrixbob]

UP!

[xenom]

non ho ben capito il quesito, vuoi capire in poche parole perché il laser e il maser tagliano?
beh penso sia per via dell'energia dell'onda elettromagnetica... nel caso del laser, se questo lavora nel visibile la concentrazione del fascio di fotoni è così grande da trasformarsi in calore appena collide con un'atomo, eccitandolo più volte con transizioni molecolari e rotazionali, tutto questo dovrebbe comportare un moto degli atomi che appunto si trasforma in calore, il quale modifica lo stato del materiale (facendolo evaporare o fondere).

Potrei aver scritto una marea di stronzate, qualcuno conferma?
cmq il taglio è quasi sicuramente dovuto alla fusione o evaporazione della materia dovuto al calore creato dall'onda elettromagnetica...

[pietro84]

Originariamente inviato da xenom

non ho ben capito il quesito, vuoi capire in poche parole perché il laser e il maser tagliano?
beh penso sia per via dell'energia dell'onda elettromagnetica... nel caso del laser, se questo lavora nel visibile la concentrazione del fascio di fotoni è così grande da trasformarsi in calore appena collide con un'atomo, eccitandolo più volte con transizioni molecolari e rotazionali, tutto questo dovrebbe comportare un moto degli atomi che appunto si trasforma in calore, il quale modifica lo stato del materiale (facendolo evaporare o fondere).

Potrei aver scritto una marea di stronzate, qualcuno conferma?
cmq il taglio è quasi sicuramente dovuto alla fusione o evaporazione della materia dovuto al calore creato dall'onda elettromagnetica...

penso sia cosi più o meno.
evaporare non penso, credo che i legami tra le molecole si spezzino e avvenga una separazione.

[Matrixbob]

Originariamente inviato da xenom

non ho ben capito il quesito, vuoi capire in poche parole perché il laser e il maser tagliano?

IL LASER dovrebbe essere sempre nel visibile, L sta x Luce.

Ad esempio quando rompono i calcoli e quelle cose li non è tagliare o si?!
CMQ quello che chiedevo è che proprietà sfruttano del LASER x compiere queste opere.

Io pensavo che colpissero la zona interessata disintegrandola sfruttando la quantità di moto dei fotoni.

Probabilmente sono utilizzate + proprietà del LASER x i diversi scopi, chi sa qualcosa c'è lo spiega?!

TNX!

[xenom]

Originariamente inviato da Matrixbob

IL LASER dovrebbe essere sempre nel visibile, L sta x Luce.

Ad esempio quando rompono i calcoli e quelle cose li non è tagliare o si?!
CMQ quello che chiedevo è che proprietà sfruttano del LASER x compiere queste opere.

Io pensavo che colpissero la zona interessata disintegrandola sfruttando la quantità di moto dei fotoni.

Probabilmente sono utilizzate + proprietà del LASER x i diversi scopi, chi sa qualcosa c'è lo spiega?!

TNX!

quando lo inventarono L stava per light... adesso hanno inventato pure un laser a raggi X, vedi te
i laser "taglienti" per definizione sono quelli a CO2, funzionano nel campo IR medio e quindi il loro fascio è invisibile ed è calore puro... per questo il loro rendimento "tagliente" incrementa notevolmente... immagina 50W di calore concentrati su una superficie minuscola....
è un po' come prendere la lente d'ingrandimento e concentrare la luce solare su un punto

il laser è usato in chirurgia perché l'ampiezza del taglio è piccolissima e inoltre i laser vaporizzano la materia e quindi cauterizzano il tessuto immediatamente...

[Matrixbob]

Hai link x consolidare nella mia mente i tuoi lemmi?!

[Matrixbob]

Originariamente inviato da xenom

beh penso sia per via dell'energia dell'onda elettromagnetica... nel caso del laser, se questo lavora nel visibile la concentrazione del fascio di fotoni è così grande da trasformarsi in calore appena collide con un'atomo, eccitandolo più volte con transizioni molecolari e rotazionali, tutto questo dovrebbe comportare un moto degli atomi che appunto si trasforma in calore, il quale modifica lo stato del materiale (facendolo evaporare o fondere).

CMQ dubito seriamente che sia questo il motivo, allora bastrebbe 1 onda elettromagnetica intensa con 1 campo E bello grande, ed invece no.

Invece in un urto atomo-fotone il fotone PUÒ interagire con uno degli elettroni, ma tutto dipende dall'energia del fotone
Se l'energia è pari alla differenza di energia tra un livello più energetico con un elettrone o vuoto e un livello meno energetico con almeno un elettrone, può avvenire una transizione, l'elettrone acquista l'energia del fotone e salta al livello energetico superiore. Subito dopo l'elettrone torna al suo livello iniziale riemettendo un fotone con energia pari al salto.
Se l'energia del fotone non corrisponde a nessun salto possibile ma possiede energia maggiore di un livello che contiene almeno un elettrone, allora l'urto strappa un elettrone all'atomo, che con energia pari alla somma tra l'energia del fotone e l'energia dello stato iniziale. L'atomo si ionizza. Nelle superfici metalliche in alcuni casi può avvenire l'effetto fotoelettrico.
Se l'energia invece l'energia è minore allora il fotone semplicemente rimbalza contro l'atomo conservando la propria energia.

[Matrixbob]

Originariamente inviato da xenom

... è un po' come prendere la lente d'ingrandimento e concentrare la luce solare su un punto

SEcondo me siamo fuori strada, e se qualcuno che ne capisce ci osserva stiamo pure facendo brutta figura.

Originariamente inviato da xenom

il laser è usato in chirurgia perché l'ampiezza del taglio è piccolissima e inoltre i laser vaporizzano la materia e quindi cauterizzano il tessuto immediatamente...

Interessano le proprietà del LASER non l'impiego, IMHO le proprietà utilizzabili poi spiegano gli impieghi.

[Matrixbob]

Originariamente inviato da pietro84

penso sia cosi più o meno.
evaporare non penso, credo che i legami tra le molecole si spezzino e avvenga una separazione.

Grosso modo ..... F O R S E!!!

[xenom]

Originariamente inviato da Matrixbob

CMQ dubito seriamente che sia questo il motivo, allora bastrebbe 1 onda elettromagnetica intensa con 1 campo E bello grande, ed invece no.

Invece in un urto atomo-fotone il fotone PUÒ interagire con uno degli elettroni, ma tutto dipende dall'energia del fotone
Se l'energia è pari alla differenza di energia tra un livello più energetico con un elettrone o vuoto e un livello meno energetico con almeno un elettrone, può avvenire una transizione, l'elettrone acquista l'energia del fotone e salta al livello energetico superiore. Subito dopo l'elettrone torna al suo livello iniziale riemettendo un fotone con energia pari al salto.
Se l'energia del fotone non corrisponde a nessun salto possibile ma possiede energia maggiore di un livello che contiene almeno un elettrone, allora l'urto strappa un elettrone all'atomo, che con energia pari alla somma tra l'energia del fotone e l'energia dello stato iniziale. L'atomo si ionizza. Nelle superfici metalliche in alcuni casi può avvenire l'effetto fotoelettrico.
Se l'energia invece l'energia è minore allora il fotone semplicemente rimbalza contro l'atomo conservando la propria energia.

ripeto la premessa: è possibile che abbia detto una marea di stronzate... ho messo insieme le mie conoscenze per tirare fuori un qualcosa che probabilmente si avvicina poco alla realtà

però sono quasi sicuro che un laser potente vaporizza la materia... e dovrebbe essere giusta anche la teoria che tanta potenza in una superficie ridotta = maggiore intensità di calore = temperature più alte...

alla fine lo spettro solare è composto appunto da onde elettromagnetiche, e la lente non fa altro che convergerle su un unico punto.
Tanto per farti un'esempio, se prendi un faro allo xenon molto potente (tipo quelli da stadio) e lo condentri su un mm quadrato con una lente, riesci a bruciare qualcosa...


cmq se l'onda elettromagnetica come dici tu coincide con un salto quantico, la transazione avviene ma se l'energia dell'onda è sufficentemente alta si produce più calore... di questo non ne sono sicuro, ma grosso modo è quello che avviene con le microonde immagino: le microonde in sé non sono molto potenti, perché comportano transazioni rotazionali... però se la potenza è sufficentemente alta, l'energia cinetica trasferita dall'onda agli atomi si trasforma in calore; per cui più è elevata l'energia dell'onda e più la temperatura aumenta (Eonda --> Ecinetica molecolare --> Etermica).

spero di non aver scritto una marea di cagate ma penso di aver imbroccato almeno qualcosina

[xenom]

Originariamente inviato da pietro84

penso sia cosi più o meno.
evaporare non penso, credo che i legami tra le molecole si spezzino e avvenga una separazione.

eh guarda che spezzare i legami tra le molecole = cambiamento di stato. Se le molecole si separano ma rimangono unite a gruppi, lo stato è liquido... se l'energia è sufficentemente elevata, TUTTI i legami tra le molecole si rompono e queste sono libere --> gas (vapore).
Se poi l'energia è elevatissima il gas si ionizza. Penso che un laser sufficentemente potente possa anche ionizzare...

edit: nono scusate sta volta ho cannato tutto... ho letto molecole ma scrivendo si vede che pensavo agli atomi... quello che ho scritto è valido per gli atomi.
In effetti è facile confondersi.

Dovrei ripassarmi un momento i legami... le molecole tra di loro sono legate tramite legami covalenti giusto? per la maggior parte intendo (so che ce ne sono altri).


già che ci sono scrivo un'osservazione: di fatto però non si dovrebbero separare le molecole e basta... perché altrimenti se tagliate della plastica con un laser, perché si fonde e fuma?
IMHO il laser funziona con una specie di "surriscaldamento indotto" o diretto, che porta alla fusione o evaporazione...

[nonsense]

Originariamente inviato da Matrixbob

IL LASER dovrebbe essere sempre nel visibile, L sta x Luce.

Ad esempio quando rompono i calcoli e quelle cose li non è tagliare o si?!
CMQ quello che chiedevo è che proprietà sfruttano del LASER x compiere queste opere.

Io pensavo che colpissero la zona interessata disintegrandola sfruttando la quantità di moto dei fotoni.

Probabilmente sono utilizzate + proprietà del LASER x i diversi scopi, chi sa qualcosa c'è lo spiega?!

TNX!

Allora, L sta' per luce, ma non significa che sia necessariamente nel visibile,
si intende tutto lo specchio delle frequenze, dall'infrarosso all'ultravioletto.

Un fascio laser ha una frequenza ben precisa, a differenza della luce di una lampadina.
Questo significa che ogni fotone nel fascio ha quella determinata frequenza.

Originariamente inviato da Matrixbob

Invece in un urto atomo-fotone il fotone PUÒ interagire con uno degli elettroni,
ma tutto dipende dall'energia del fotone. Se l'energia è pari alla differenza di
energia tra un livello più energetico con un elettrone o vuoto e un livello meno] energetico con almeno un elettrone, può avvenire una transizione, l'elettrone acquista l'energia del fotone e salta al livello energetico superiore.

Non si tratta proprio di urto...il fotone e' molto piu' piccolo dell'atomo.
Comunque e' giusto, anche se spesso si parla in termini di frequenza
in quanto l'energia del fotone e' direttamente proporzionale
alla frequenza tramite la costante di Planck.
Quando un raggio laser interagisce con la materia "modifica"
solo gli atomi o le molecole in grado di assorbire fotoni di quella determinata
frequenza, cioe' che portano quel preciso pacchetto di energia.

Originariamente inviato da Matrixbob

Se l'energia del fotone non corrisponde a nessun salto possibile ma possiede energia maggiore di un livello che contiene almeno un elettrone, allora l'urto strappa un elettrone all'atomo, che con energia pari alla somma tra l'energia del fotone e l'energia dello stato iniziale. L'atomo si ionizza. Nelle superfici metalliche in alcuni casi può avvenire l'effetto fotoelettrico.
Se l'energia invece l'energia è minore allora il fotone semplicemente rimbalza contro l'atomo conservando la propria energia.

L'elettrone non e' strappato, in realta' acquisisce un energia tale, che gli
permette di fuggire e "liberarsi" dal potenziale che lo teneva legato al nucleo atomico.

Ora non so' bene il principio base del laser in chirurgia pero' a rigor di logica
direi che il laser provoca lo spezzarsi di alcuni legami, in fondo si fornisce
energia. A seconda della situazione si useranno laser di frequenza diversa che
possono interagire con il tessuto in questione, o con il calcolo incriminato che va' rimosso.

Si capisce cio' che ho scritto??

Ovviamente se c'e' qualcuno che ne sa' piu' me, e' il benvenuto!!

[Matrixbob]

Ultimo UP!

[pavel86]

Originariamente inviato da xenom

è un po' come prendere la lente d'ingrandimento e concentrare la luce solare su un punto

Esatto, il vantaggio del LASER è che può essere concentrato in pochi micrometri, mentre è impossibile concentrare così la luce visibile.

Essenzialmente, l'onda (o il fascio di fotoni, che dir si voglia) colpisce gli atomi, trasmette la sua energia e fa evaporare il materiale colpito (letteralmente evaporare, non per modo di dire)

Il fatto che sia un processo termico è confermato dalla difficoltà d'operare col laser su metalli con alta conduttività termica (tipo alluminio o rame)

[pavel86]

Originariamente inviato da nonsense

L'elettrone non e' strappato, in realta' acquisisce un energia tale, che gli
permette di fuggire e "liberarsi" dal potenziale che lo teneva legato al nucleo atomico.

Questo non avviene col laser, che è un processo termico, ma con il taglio a fascio d'elettroni (che, appunto, non altera termicamente il materiale)

Originariamente inviato da nonsense

Ora non so' bene il principio base del laser in chirurgia pero' a rigor di logica
direi che il laser provoca lo spezzarsi di alcuni legami, in fondo si fornisce
energia. A seconda della situazione si useranno laser di frequenza diversa che
possono interagire con il tessuto in questione, o con il calcolo incriminato che va' rimosso

Bhè, tagliare tessuti o tagliare acciaio non è differente. Siccome causa l'evaporazione praticamente istantanea di ciò che tocca, l'unico limite è quello della conducibilità termica del materiale.

La frequenza del laser non fa differenza (almeno, che io sappia, in campo tecnologico), tantopiù che in chirurgia si utilizza laser YAG, che è lo stesso solitamente usato per saldare.

La scelta del tipo di laser o di fonte è dovuta al rendimento della sorgente (che per lo YAG e la co2 è tragicamente basso, sotto il 30%), al tipo d'erogazione (il laser co2 non ha energia costante, ma pulsante, e questo nel taglio di materiali è un bene perchè permette d'eliminare le bave).

PS: non so se l'avete capito, ma è un'argomente che mi esalta particolarmente

[xenom]

Originariamente inviato da pavel86

Esatto, il vantaggio del LASER è che può essere concentrato in pochi micrometri, mentre è impossibile concentrare così la luce visibile.

Essenzialmente, l'onda (o il fascio di fotoni, che dir si voglia) colpisce gli atomi, trasmette la sua energia e fa evaporare il materiale colpito (letteralmente evaporare, non per modo di dire)

Il fatto che sia un processo termico è confermato dalla difficoltà d'operare col laser su metalli con alta conduttività termica (tipo alluminio o rame)

allora avevo ragione
di fatto vaporizza pochi micron di materiale separandolo in due parti...

[bjt2]

Allora,

Esistono radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Al di sotto di una certa frequenza della luce (e in dipendenza del materiale coplito), l'intensità può essere quella che si vuole, ma non si riuscirà a strappare un elettrone per effetto fotoelettrico. Tipicamente per ionizzare un atomo servono almeno gli ultravioletti (comunque la frequezna dipende sempre dalla sostanza). Se spediamo un fascio di fotoni in una zona, gli elettroni li assorbiranno e convertiranno la loro energia in calore, se la frequenza è inferiore al limite per l'effetto fotoelettrico, altrimenti si avrà la ionizzazione dell'atomo e l'energia in più si converte in calore. A meno di non usare una frequenza esattamente pari a quella di ionizzazione, il materiale si riscalderà in ogni caso. Ovviamente i laser per le operazioni chirurgiche NON devono ionizzare il tessuto (perchè la ionizzazione può portare a tumori, se l'intensità è alta) ma solo riscaldarlo localmente, bruciarlo e farlo staccare...