O laser está presente não apenas nas aventuras dos filmes de super-heróis e nas pesquisas científicas, mas em objetos do nosso dia a dia. Canetas que disparam pontos de luz para apresentações, aparelhos de CD e DVD, instrumentos cirúrgicos, leitores de códigos de barra... Tudo isso depende de raios laser!
Embora seja uma fonte de luz cada vez mais comum, o laser tem algumas características que o diferenciam da maior parte das outras fontes de luz, como o Sol, as velas ou as lâmpadas. Vamos entender melhor!
Quando colocamos uma barra de ferro no fogo, por exemplo,a barra esquenta, e com isso seus átomos - as minúsculas unidades formadoras de todas as coisas - ganham energia. No entanto esta energia é rapidamente perdida na forma de luz, num processo chamado emissão espontânea. É por causa dele que vemos a barra aquecida ficar incandescente e emitir uma luz avermelhada, como se estivesse em brasa.
A maior parte dos átomos da barra está, quase o tempo todo, num estado de menor energia, porque estão sempre emitindo como luz a energia ganha pelo calor. Acontece, porém, que os átomos do material que constitui o laser são mantidos artificialmente a maior parte do tempo num estado de maior energia. Quando um deles emite luz espontaneamente, a onda luminosa se propaga pelo material, afetando outros átomos que estão num estado de maior energia e induzindo a emitir o mesmo tipo de luz, um efeito que se chama emissão estimulada. De fato, a palavra LASER é uma sigla em inglês que quer que quer dizer"amplificação da luz por emissão estimulada de radiação".
A amplificação (aumento da intensidade) da luz acontece porque o material do laser fica espremido entre dois espelhos. De um lado um espelho comum, e do outro um espelho especial, que não reflete toda luz, mas quase toda. Um a pequena parte passa. É o feixe que vemos sair do laser! A luz refletida pelos espelhos fica indo e voltando dentro do material, estimulando mais e mais átomos a emitir luz do mesmo tipo, e a soma de muitos átomos emitindo o mesmo tipo de luz ao mesmo tempo é um feixe bem intenso e com um direção precisa, dada pelo jeito como os espelhos são colocados.
Como o laser está ligado em uma tomada (ou pilha), continuamos a dar energia aos átomos do material, que por isso retornam ao estado de maior energia depois de emitir luz. Com isso, o laser mantém um feixe contínuo e preciso de luz que inspira a ciência a criar novas tecnologias e a nossa imaginação a inventar moda!
Beto Pimentel, Colégio de Aplicação, UFRJ.
Revista Ciência Hoje das Crianças, ano 28, n 271, setembro de 2015.
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