Když po příchodu domů zmáčknete vypínač, u stropu pokoje se rozzáří klasická žárovka. Její rozptýlené světlo se v místnosti šíří všemi směry, takže si můžete prohlédnut každý kout.
Na rozdíl od cesty nočním lesem s baterkou, která umožňuje zaostřování paprsku do úzkého svazku. Sice si neposvítíte do stran, ale zase můžete tenkou světelnou „jehlou“ propátrat strašidelné křoví. Jenže na delší vzdálenost se i sebelépe zaostřený paprsek baterky rozptyluje.
Laser je zaostřovací baterce vzdáleně podobný, ale dokáže mnohem víc. Vědci vás zahrnou složitými rovnicemi popisujícími excitovaný stav elektronů a stimulovanou emisi fotonů. Spokojme se zjednodušeně s tím, že v laseru světlo vzniká na základě jiného fyzikálního principu než v žárovce.
Místo kovového vlákna rozžhaveného elektřinou doběla tu probíhají pro laika záhadné a nepochopitelné jevy, díky kterým je laser označován i jako „kvantový generátor světla“.
Světlo laseru má unikátní vlastnosti. Na rozdíl od baterky je laserový paprsek extrémně úzce uspořádaný do jednoho směru (je koherentní). Ani na velkou vzdálenost se tedy nerozptýlí. Dalším rozdílem je, že laser světlo zadržuje a koncentruje až do chvíle, než je „na povel“ vypuštěno. I když to trvá jen zlomek sekundy, paprsek se tím mnohonásobně zesiluje.
Prasklá pneumatika
Pro srovnání si představte, jak na pumpě nafukujete pneumatiku. Tlak roste, a pokud nesledujete manometr, pneumatika náhle v jednom místě praskne a zhuštěný vzduch vyrazí ven. U laseru je výsledkem světelný tok nesrovnatelně hustší než paprsek baterky. Právě proto paprsek může nést velkou energii a něco propálit, roztavit nebo rozříznout.
Fyzikální princip laseru popsal Albert Einstein už v roce 1917. Jak ale prakticky donutit atomy k vyzáření přebytečné energie?
Technologie, jejíž pomocí šlo funkční laser sestrojit, se postupně objevila až po druhé světové válce. Na pokusy sovětských vědců Nikolaje Basova a Alexandra Prochorova navázal americký fyzik Theodore Maiman, který je dnes považován za vynálezce laseru. První paprsek kvantově zesíleného světla se mu podařilo vytvořit v létě 1960 s využitím krystalu rubínu.
Dnes máme k dispozici nejrůznější typy laserů. Pracují s rozdílnou vlnovou délkou (barvou) světla, mají různý výkon, různé vlastnosti. Disciplinovaně seřazené světelné paprsky si našly nepřeberné možnosti využití v mnoha oblastech našeho každodenního života. Jen namátkou vzpomeňme laserová ukazovátka a dálkoměry, čtečky čárových kódů nebo přehrávače kompaktních disků.
Světelný meč
Tři otazníky
|
Laser se používá i v průmyslu, medicíně nebo v armádě. Vysoký výkon paprsku umožňuje přesné obrábění, řezání, vrtání nebo svařování nejrůznějších materiálů. Na operačních sálech laser často nahrazuje skalpel. Slabší varianta slouží třeba k léčbě akné, odstraňování nežádoucího ochlupení, ošetření zubního kazu bez vrtání nebo ke stimulaci růstu buněk.
Vojáci laserovými paprsky navádějí rakety a přesné bomby a používají je k „oslepení“ komunikačních prostředků nepřítele. Nedávno byl na americké vojenské střelnici White Sands v Novém Mexiku otestován vysoce výkonný obranný laserový systém SHiELD. Potvrdilo se, že dokáže sestřelovat mezikontinentální rakety.
Časem nejspíš lasery nahradí i ruční pěchotní zbraně, což zatím známe jen ze sci-fi filmů. Vznikne i obdoba „světelného meče“ z Hvězdných válek?
Vědci lasery využívají třeba ke studiu vesmíru nebo k výzkumu nového typu elektráren. Extrémní energie laserových paprsků soustředěná do jednoho bodu by mohla zažehnout termojadernou fúzi. Lidstvo by tak získalo prakticky nevyčerpatelný zdroj energie.
