Consultar ensayos de calidad


Cómo funciona el rayo laser?



¿Cómo funciona el rayo laser?

Esc. Secundaria técnica #2

Ciencias 2

Integrantes:
Cielo de María Martínez Perez#24
Manuel Alejandro Lugo Galaz #23
Alejandra Mendoza Soto #25
Cynthia Janeth Sanchez Rodríguez #40
Flor Denisse Verdín Martínez #45

Profra. María Flor Carbajal

Junio del 2012
Introducción

El rayo laser es un sistema de amplificación de la luz que produce rayos coincidentes de enorme intensidad, los cuales presentan ondas de igual frecuencia que siempre estan en fase.
Como este rayo producido es coincidente, puede ser utilizado para llevar cualquier tipo de señal, ya sea música (como en los discos compactos), voz humana, una imagen de televisión, etc.

Planteamiento

El laser es un dispositivo electrónico que amplifica un haz de luz de extraordinaria intensidad. Se basa en la excitación de una onda estacionaria entre dos espejos, uno opaco y otro traslúcido, en un medio homogéneo. Como resultado de este proceso se origina una onda luminosa de múltiples idas y venidas entre los espejos, que sale por el traslúcido



Objetivo
Nuestro objetivo es saber bien el origen del rayo laser, para que sirve, cual sería su función principal, donde es que lo utilizan, como por ejemplo lo que es en una profesión. Saber qué función de este, perjudica al ser humano .Que tipo de laser existe y cual es el mas efectivo para ayudarnos.

Hipótesis
Nosotros creemos que el rayo laser funciona para ver cosas que no podemos ver normalmente, pensamos que se explicara cual es la forma que se maneja,como se creo, en que beneficia y en que perjudica.

Los rayos laser

Definición:
El rayo laser es un sistema de amplificación de la luz que produce rayos coincidentes de enorme intensidad, los cuales presentan ondas de igual frecuencia que siempre estan en fase.
Como este rayo producido es coincidente, puede ser utilizado para llevar cualquier tipo de señal, ya sea música (como en los discos compactos), voz humana, una imagen de televisión, etc.
Un poco de historia:
Todo se remonta a 1917, cuando Albert Einstein descubrió que si se estimulaban los atomos de una sustancia, estos podían emitir una luz con igual longitud de onda.
Este proceso se conoce también como emisión estimulada. Sin embargo para tener una plataforma capaz de producir un laser se requiere amplificar esa emisión estimulada.
La palabra LASER es la sigla (en ingles): Ligth Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que traducido al español es: amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación.
En el año 1958, los físicos A. Schawlow y C. Hard Townes describieron los principios del funcionamiento del laser y dos años mas tarde, el estadounidense Theodore Maiman concretó el primer proceso laser con un cristal de rubí.


Producción del rayo laser:
Se requiere un barra de rubí (posee en su interior atomos de cromo dispersos como impurezas), en ambos extremos debe tener superficies espejadas de las cuales una refleja el 100% de los rayos y las otra aproximadamente 95% llamada superficie semirreflectante.
La barra de rubíes estimulada por fotones generados por el destello de una lampara o tubo fluorescente con características determinadas.
El rubí libera fotones monocromaticos para descargar la energía acumulada, un foton estimula la formación de otro idéntico, produciéndose el fenómeno de clonación de los mismos.
Cuando estos fotones que se desplazan entre las dos superficies reflectantes superan una determinada cantidad de energía, son liberados a través de la superficie semirreflectante generando el rayo.
Se libera un rayo laser que tiene como característica el ser coherente y compuesto por luz monocromatica (una sola longitud de onda).
Propiedades:
La radiación laser se caracteriza por una serie de propiedades, diferentes de cualquier otra fuente de radiación electromagnética, como son:
Monocromaticidad: emite una radiación electromagnética de una sola longitud de onda, en oposición a las fuentes convencionales como las lamparas incandescentes (bombillas comunes) que emiten en un rango mas amplio, entre el visible y el infrarrojo, de ahí que desprendan calor. La longitud de onda, en el rango del espectro electromagnético de la luz visible, se identifica por los diferentes colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta), estando la luz blanca compuesta por todos ellos. Esto se observa facilmente al hacer pasar un haz de luz blanca a través de un prisma.
Coherencia espacial o direccionabilidad: la radiación laser tiene una divergencia muy pequeña, es decir, puede ser proyectado a largas distancias sin que el hazse abra o disemine la misma cantidad de energía en un area mayor. Esta propiedad se utilizó para calcular la longitud entre la Tierra y la Luna, al enviar un haz laser hacia la Luna, donde rebotó sobre un pequeño espejo situado en su superficie, y éste fue medido en la Tierra por un telescopio.
Coherencia temporal: La luz laser se transmite de modo paralelo en una única dirección debido a su naturaleza de radiación estimulada, al estar constituido el haz laser con rayos de la misma fase, frecuencia y amplitud.
Tipos de Laser:
Existen numerosos tipos de laser que se pueden clasificar de muy diversas formas siendo la mas común la que se refiere a su medio activo o conjunto de atomos o moléculas que pueden excitarse de manera que se crea una situación de inversión de población obteniéndose radiación electromagnética mediante emisión estimulada. Este medio puede encontrarse en cualquier estado de la materia: sólido, líquido, gas o plasma.
El primer laser fue desarrollado por Maiman en 1960 utilizando como medio activo un cristal cilíndrico de rubí. El laser de gas de CO2, que emite en el rango del infrarrojo, es capaz de proporcionar grandes potencias y presenta un gran rendimiento, por ello es el mas usado.
Éste tipo de laser es utilizado en numerosas y diversas aplicaciones, como por ejemplo en la manufactura industrial, comunicaciones, soldadura y cortado de acero, entre otras.
Los laser de Ión Argon y Krypton son utilizados en las discotecas ya que emiten en el rango del espectro visible.
El laser Nd:YAGpertenece al grupo de los laser de estado sólido y emite también en el rango del infrarrojo, siendo ampliamente empleado como en el tratamiento oftalmológico de las cataratas, en medicina estética o en procesos industriales, como tratamientos de superficie y mecanizados.
Los laser de diodo estan construidos con materiales semiconductores son cada vez mas utilizados debido a sus ventajosas características, como un menor tamaño y elevadas potencias de trabajo. Sin embargo la calidad de salida del haz es menor que con laser.
Aplicaciones:
La medición de distancias con alta velocidad y precisión fue una aplicación militar inmediata después de que se inventara el laser, para el lanzamiento de artillería o para el calculo de la distancia entre la Luna y la tierra (384.403 km.), con una exactitud de tan sólo 1 milímetro. También es utilizado en el seguimiento de un blanco en movimiento al viajar el haz a la velocidad de la luz.
Aplicaciones mas cotidianas de los sistemas laser son, por ejemplo, el lector del código de barras, el almacenamiento óptico y la lectura de información digital en discos compactos (CD) o en discos versatiles digitales (DVD), que se diferencia en que éstos últimos utilizan una longitud de onda mas corta (emplean laser azul en vez de rojo). Otra de las aplicaciones son las fotocopiadoras e impresoras laser, o las comunicaciones mediante fibra óptica.


Las aplicaciones para un fututo próximo son los ordenadores cuanticos u ópticos que seran capaces de procesar la información a la velocidad de laluz al ir los impulsos eléctricos por pulsos de luz proporcionados por sistemas laser. La fusión por confinamiento inercial es la aplicación mas deseada ya que permitiría el desarrollo de la fusión nuclear del hidrógeno de una forma controlada, permitiendo la obtención de una elevadísima cantidad de energía. Dicho proceso se produce en el Sol y se obtuvo, aunque no de una forma controlada, en 1952, con la bomba atómica de hidrógeno.
En la holografía, las ondas se solapan en el espacio o se combinan para anularse (interferencia destructiva) o para sumarse (interferencia constructiva) según la relación entre sus fases. Debido a la relación especial entre los fotones del haz del laser, estos rayos son considerados el mejor ejemplo conocido de efectos de interferencia representados en los interferómetros y hologramas. La holografía es utilizada para proporcionar imagenes en tres dimensiones. También es utilizada como sistema de seguridad en las tarjetas de crédito.
Dentro del procesado de materiales, el laser es utilizado en todas las ramas (corte, soldadura, marcado microscópico, etc.) al poder ser empleados en casi todos los materiales y tener una muy buena respuesta en el resultado.
Las ventajas de los rayos laser en Medicina:
Una operación con rayos laser toma en realidad sólo fracciones de segundos.
El paciente únicamente experimenta alguna sensación extraña que nunca llega a describir como dolorosa; por ello es que no necesita de ninguna anestesia en estos casos.
Otra ventaja es que no se producesangramiento alguno, ya que el laser provoca la coagulación instantanea del area sobre la cual se esta actuando, lo cual evita totalmente el riesgo de que se presenten hemorragias, por pequeñas que estas puedan ser.
Como no se emplean instrumentos quirúrgicos en este tipo de operación, las personas que son especialmente impresionables con los instrumentos médicos, no se asustan; los cordones de fibra óptica penden de la maquina la cual es manipulada por un operador. Estos cordones vienen ya dirigidos a la lesión que debe ser tratada. El individuo aprensivo, por lo tanto, apenas percibe los elementos que puedan intimidarlo.
Puesto que todo el proceso se realiza sin la necesidad de recurrir a la anestesia, ni se presentan los dolores postoperatorios, característicos de las intervenciones quirúrgicas tradicionales, tampoco hay necesidad de medicación. Por eso casi nunca se requiere la hospitalización, que en todo caso sería muy breve; en la gran generalidad de los casos, el paciente puede reanudar de inmediato sus actividades habituales.
Es muy importante saber que hoy ya se puede contar con estos nuevos procedimientos tecnológicos en el campo de la Cirugía, sobre todo en aquellas areas tan delicadas y peligrosas de manipulación, como son el cerebro y la médula espinal. También es alentado saber que por medio del rayo laser se pueden corregir defectos visuales con los cuales antes estabamos condenados a vivir. Finalmente, las personas preocupadas por proyectar siempre una buena apariencia física, tienen que sentirse muycomplacidas al saber que con el rayo laser sed pueden eliminar muchos defectos de la piel y que esas operaciones no dejan, a su vez, ni huellas ni cicatrices. Y todo eso, sin dolor y sin las molestias postoperatorias de unos días en el hospital.
De acuerdo con la intensidad de su luz, existen cuatro tipos diferentes de rayos laser:
El medio, que se emplea para producir efectos antiinflamatorios y analgésicos.
El quirúrgico (o rayo laser caliente), que se utiliza en cirugía microscópica, coagulando y vaporizando los tejidos enfermos que se desean eliminar, también puede servir como bisturí o como una especie de soldador para unir los tejidos lesionados.
El diagnosticador, que se emplea para reconocimientos médicos y estudios celulares de orden cualitativo y cuantitativo. Este tipo de rayo laser es muy útil para detectar tumores mientras que los mismo se hallan en las fases iniciales de su desarrollo.
El comunicador, que esta en proceso de perfeccionamiento en estos momentos, y que servira en el futuro para alcanzar a pacientes que se hallan a muchísimos kilómetros de distancia de las bases médicas donde se encuentra instalado el rayo laser.
Los tratamientos con rayos laser de baja intensidad se emplean para estimular los tejidos y disminuir el dolor y la inflamación de las zonas afectadas.
También son efectivos al mejorar el flujo de la sangre y de los líquidos linfaticos.
Reducen la producción de prostaglandinas (sustancias similares a las hormonas), las cuales promueven la inflamación y causan dolor.Los rayos laser de baja intensidad son empleados en el tratamiento de los desgarramientos de músculos, afecciones de los ligamentos e inflamaciones de los tendones y las articulaciones.
Los rayos laser de alta intensidad destruyen las células directamente en el punto donde incide el rayo, dejando intactas las células alrededor de esta area. Este es uno de los motivos por los que son tan empleados en el tratamiento de algunos tipos de tumoraciones.
Asimismo, el rayo corta a través del tejido y, simultaneamente, produce la coagulación de la sangre, lo cual lo convierte también en un instrumento de cirugía sumamente efectivo.
En oftalmología:
El empleo de los rayos laser también es muy útil en el tratamiento de la retinopatía causada por la diabetes (para evitar el sangramiento de vasos sanguíneos anormales), para prevenir y tratar el desprendimiento de la retina (al sellar pequeñas areas de desgarramiento), y para destruir los tumores pequeños que puedan desarrollarse en la retina.
Igualmente, el rayo laser se emplea para restaurar la visión, cuando la misma se vuelve opaca después de la cirugía de cataratas.
En ginecología:
Muchas veces los rayos laser son empleados para quitar la obstrucción de las trompas de Falopio, eliminando el tejido de cicatriz que se forma después de una situación de infección o de esterilización.
También son empleados para destruir las células anormales del cuello uterino.
Otros usos de los rayos laser:
Los rayos laser son empleados comúnmente para eliminar pequeñas marcas denacimiento e inclusive tatuajes; los resultados en este sentido pueden variar, pero son efectivos en la gran mayoría de los casos.
Los tumores de la laringe, en su fases preliminares ,, pueden ser eliminados con éxito mediante los rayos laser, sin que se dañen las cuerdas vocales.
Desde luego, en la actualidad se consideran muchas otras aplicaciones para los rayos laser, y entre sus usos esta la eliminación de la placa que causa la ateroesclerosis en las arterias. La desintegración de calculos de las vías urinarias. Y en un futuro, para eliminar tumoraciones que sean inaccesibles en el interior del cerebro y de la médula espinal.

Grafica

Resultados

Conclusión
Con esto concluimos que el rayo laser es nada mas y nada menos un haz de luz muy concentrado.
Para dar una idea de lo que es un laser, es como si tomaras un foco luminoso (por ejemplo una lampara) y la hagas pasar por una especie de embudo, y de esta forma se logra un haz de luz mas agudo.
Esto es solo un ejemplo para dar una idea como se forma el laser, este ejemplo no funciona realmente.
Un método muy común para formar un laser, es la de poner un foco luminoso dentro de una caja espejada en su interior, y a su vez se encuentra dividida por dentro por una pared espejada. Un lado de la caja y dicha pared estan perforadas con un agujero muy chiquito. Cuando la lampara se encienda, la luz empezara a 'rebotar' dentro de la caja, hasta que su direccion coincida con la direccion de la recta formada por dichos agujeros.

Anexas

Evidencias





Política de privacidad