EL LÁSER (Reseña crítica)

EL LÁSER

(Reseña crítica)

En la colección La Ciencia para Todos, del editorial fondo de cultura económica con el número de edición 105 fue publicado el libro El Láser escrito por Vicente aboites quien obtuvo su doctorado en electrónica en la Universidad de Pedro y Marie Curie en París/Francia, empezando sus estudios en física en la Universidad de Essex, Inglaterra. Creó el Laboratorio de Láseres del Centro de Investigaciones en Óptica, miembro del Sistema Nacional de Investigadores, actualmente maestro de matemáticas de la Universidad Iberoamericana. El objetivo que aborda la obra es informar a las personas de los beneficios, aplicaciones funcionamiento y los diferentes lásers que existen.

El desarrollo del láser fue posible gracias a los avances previamente logrados en otras disciplinas las encontramos fundamentalmente en la física moderna y, en particular la llamada mecánica cuántica. A su vez, el germen que dio origen a “la mecánica cuántica la encontramos en el siglo XIX”. Según Vicente Aboites la mecánica Cuántica fue descubierta cuando los científicos de la época trataron de encontrar la distribución del espectro emitido por un cuerpo caliente.

La Radiación Térmica es el calor emitido por los cuerpos sometidos a altas temperaturas que lo podremos comprobar al acercar la mano al mismo, emitiendo cierta radiación invisible llamada

calor o radiación infrarroja. A grosso modo el grado de la temperatura es la que predominara de qué color emitirá la radiación el objeto. Las radiaciones varían son de luz azul, violeta, ultravioleta, rayos X, rayos gamma y así sucesivamente. Las radiaciones a posteriori por la ahora llamada física clásica no habían tenido resultados positivos hasta que Vicente aboites retoma las investigaciones sobre el tema.

El problema de la radiación térmica también conocido como el problema del “cuerpo negro”, fue resuelto por Max Planck en el año de 1900. Así se inició una de las más importantes ramas de lo que ahora llamamos física moderna. Planck halló la solución al postular que la energía de una onda electromagnética (o cualquier otro sistema oscilante) puede existir en forma de paquetes llamados cuanta. Vicente Aboites dice que la energía E de cada cuanta es directamente proporcional a la frecuencia de oscilación.

El primer modelo moderno del átomo fue proporcionado por Ernest Rutherford. Este modelo estaba basado en sus resultados experimentales que mostraban conclusivamente que el átomo está formado por un núcleo muy masivo con carga positiva, alrededor del cual giraban los electrones, con carga negativa. Vicente Aboites aporta que el problema fundamental de este modelo es que estaba en que, de acuerdo con la teoría electromagnética clásica. El

universo, tal como lo conocemos, no podría existir. La física clásica era incapaz de proporcionar una respuesta congruente con la observación experimental. Quien solucionó en 1913 esta paradójica situación fue el físico Niels Bohr.

Vicente Aboites permite contar con la idea básica necesarias para la comprensión del funcionamiento de un amplificador óptico, también conocido como “amplificador láser”. Este es un sistema tal que al introducirle un flujo inicial de fotones Si nos proporciona en su salida un flujo final de fotones Sf mayor que el flujo inicial Si.

Después de exponer el principio básico de operación de un amplificador óptico, Vicente Aboites nos facilita el comprender el principio de funcionamiento de un oscilador óptico, también conocido como “oscilador láser, o simplemente láser”. Consideremos una cavidad amplificadora con un sistema de bombeo, a la cual hemos colocado en sus extremos un par de espejos planos.

Hay osciladores ópticos o láseres que operan en forma pulsada y otros que lo hacen en forma continua. En general, el tiempo que dura un pulso de luz láser producido por un láser pulsado depende de la duración del pulso óptico o eléctrico que produce el sistema de bombeo. Por lo tanto, se han diseñado varias técnicas que permiten obtener pulsos láser de duración muy corta y de muy alta intensidad. Esta técnica es conocida como

“conmutación de Q”. En el estudio de los sistemas oscilantes se ha definido una cantidad llamada “factor de calidad”, que se denota generalmente por la letra Q.

Vicente Aboites menciona a ex professo la expresión matemática para el factor de calidad que es donde v, es la frecuencia del oscilador donde pi= 3.1416.

Como hemos visto a lo largo de estos capítulos, Vicente Aboites nos enseño algunos de los conceptos básicos que dieron origen al láser se remontan al siglo pasado, In memoriam al nacimiento de la física cuántica, relativista y clásica, forman los pilares básicos en que se sustenta la física moderna. Como se ha dicho, la física cuántica surgió gracias a la incapacidad de la física de la época, ahora conocida como física clásica, para explicar algunos fenómenos observados. El concepto básico de la física cuántica es, como vimos en el primer capítulo, el del cuanto de energía, introducido por Max Planck en 1900. A. de C. apartir de allí se inicia un vertiginoso desarrollo de la física cuántica y en 1917 Albert Einstein introduce el concepto de “emisión estimulada”, idea básica en la cual se sustenta el láser.

Aunque en los dos capítulos anteriores se ha supuesto que en la cavidad amplificadora tenemos átomos en los cuales ocurren los procesos de absorción y emisión, esto no es esencial. En general, cualquier sistema microscópico en el cual los procesos

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