Autor: Erick Páez Jerez Código: G7N18 eapaezj


UNA VIDA IMPOSIBLE SIN LÁSERES










Autor:
Erick Alexander Páez Jerez
Código: 244279
Grupo 7 – N° 18




Resumen

Aunque los láseres no llevan más de un siglo de existencia, han sido utilizados de muchísimas formas en casi todos los ámbitos de la vida cotidiana. Las incontables finalidades que se le han encontrado van desde, cirugías, así como también implemento para la guerra y desde luego factor primordial en reproductores de DVD y CD. Es una industria de muchos miles de millones de dólares anuales.
Es el fruto del trabajo de años de investigaciones de muchos científicos, fue un proceso lento en el que dichos investigadores tuvieron especial cuidado con fenómenos físicos a nivel cuántico y solamente cinco décadas después de que Einstein enunciará por primera vez la posibilidad de generar un láser se logro realizar de forma tangible.





Se ha pregunto porque su reproductor de DVD le permite divertirse con cualquier clase de película, o porque en ese concierto que le encanto habían tantas luces brillantes en el escenario, tal vez no, sencillamente ha aprovechado los estudios de muchos científicos durante más de noventa años. Pero es importante saber qué es y cómo se fundamenta, ya que la importancia de los láseres en la vida cotidiana es indudable, están en todas partes, sin ellos, el esparcimiento sería imposible, una operación sería muy riesgosa o un concierto sería solo escuchar a una persona cantar en una tarima.

Para explicar que es un láser primero se debe hacer énfasis en el significado de sus siglas; como muchos inventos, su nombre proviene de un acrónimo de la expresión inglesa “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, o en español amplificación de la luz por emisión estimulada de la radiación. Aunque suene muy complicado no lo es.
Antes de la invención del láser se produjo el máser, este produce ondas electromagnéticas coherentes mediantes emisión estimulada, este producía ondas en el espectro de las microondas.
La historia de los láseres se remonta a la segunda década del siglo XX, cuando el científico alemán Albert Einstein en su ensayo Zur Quantentheorie der Strahlung replanteo la ley de radiación de Planck para la absorción, la emisión espontánea y la emisión inducida en la radiación electromagnética. “Einstein pronosticó la posibilidad de estimular los electrones para que emitieran luz de una longitud de onda determinada”1. Esta idea planteo un paradigma que duro más de cuatro décadas en ser resuelto, ¿cómo hacer para que un átomo emita de forma inducida?
Como ya se sabe, un átomo en estado fundamental tiene la capacidad de absorber un fotón con una frecuencia conocida o de fácil calculación. Este proceso hace que el átomo llegue a un estado excitado, el cual después de cierto tiempo regresa al estado fundamental emitiendo un fotón de las mismas características que el absorbido inicialmente. Esta segunda etapa del proceso recibe el nombre de emisión espontánea. En la emisión estimulada, un átomo en estado excitado es perturbado por un fotón que tiene la frecuencia indicada, haciendo que el átomo baje al estado fundamental como resultado de la creación de un nuevo fotón, el nuevo fotón tendrá también las mismas características, por lo tanto para cada átomo hay un fotón antes de la emisión estimulada y dos fotones después, este efecto recibe el nombre de amplificación de la luz. “El laser hace uso de la emisión estimulada para producir un haz que consiste en un gran número de tales fotones coherentes”2. Aunque estas nuevas apreciaciones vislumbraban un futuro brillante para el láser, todavía estaba presente otro problema, a cualquier temperatura razonable pocos átomos están en un estado de energía mayor que el fundamental, por lo tanto es casi imposible que se produzca alguna cantidad apreciable de emisión estimulada bajo condiciones normales. Por lo tanto el proceso más probable es el de la absorción.
En ese punto se debía buscar la forma mediante la cual se pudiera aumentar el número de átomo en estados excitados, la primera forma que se planteó fue aumentar la energía de los átomos mediante un haz de radiación con frecuencia proporcional a la diferencia entre la energía del estado excitado y el fundamental. Los resultados fueron favorables, ya que se aumento el número de átomos en estado excitado momentáneamente. Pero se necesitaba una frecuencia bastante alta para experimentar dicho fenómeno, lo cual generaba complicaciones en el proceso. Como el resultado final que se esperaba era aumentar el número de átomos en el estado excitado se determino una forma diferente llamada inversión de la población. En los láseres de helio-neón, este método se obtiene por medio de dos electrodos, luego se le aplica un voltaje alto generando una descarga eléctrica. Las colisiones entre los átomos ionizados y los electrones de la corriente de descarga excitan a los átomos a varios estados de energía. En un laser semiconductor, la inversión se obtiene impulsando electrones con un campo eléctrico permanente.
Luego de este descubrimiento se inicio el estudio específico de los láseres en el año de 1957, cuando Charles Hard Townes y Arthur Leonard Schawlow iniciaron sus investigaciones enfocados en la zona del infrarojo, con el paso del tiempo prefirieron enfocarse en las frecuencias del espectro visible. Solo hasta el año de 1960 Theodore H. Maiman realizo el primer laser, utilizo una cabeza hecha por un cristal de rubí para producir un láser con un haz de luz de color rojo, con una longitud de onda de 694 nm.
Desde ese momento las investigaciones siguieron arrojando resultados que han permito optimizar los láseres iníciales, además de darles múltiples aplicaciones con todo tipo de propósitos, desde fines médicos hasta fines de guerra.
Así que de ahora en adelante cuando este en clase y vea esa luz roja alumbrando al tablero, o cuando este en un carro escuchando música de CD, piense, “qué otra aplicación se le puede dar a un láser, cuándo se inventará el ser humano un sustituto”, lo más probable es que se asombre con sus respuestas.



Declaración de ética en el documento

El presente ensayo es de mi autoría los lugares que fueron tomados textualmente de otros autores han sido debidamente referenciados y resaltados según las normas de la APA.




REFERENCIAS

1. Laser. Tomado de http://en.wikipedia.org/wiki/Laser#Foundations
2. SEARS, Fisica Universitaria. Volumen 2. Edicion 9. Pagina 1251
3. Population Inversion. Tomado de http://en.wikipedia.org/wiki/Population_inversion#Creating_a_population_inversion
4. Atomic Spectral Line. Tomado de http://en.wikipedia.org/wiki/Einstein_coefficients#The_Einstein_coefficients
5. Stimulated Emission. Tomado de http://en.wikipedia.org/wiki/Stimulated_emission
6.Laser Construction. Tomado de http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_construction



COMENTARIOS DEL PROFESOR