లేజర్ కిరణాలు

 

        లేజర్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కావాల్సిన సూత్రాన్ని 1954లో సీహెచ్ టౌన్స్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించారు. దీని ఆధారంగా 1960లో టైడర్ మెమిన్ అనే శాస్త్రవేత్త తొలిసారిగా లేజర్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేశారు. వీటిని ఘన, ద్రవ, వాయు పదార్థాల నుంచి ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. రూబీ స్ఫటికాన్ని ఉపయోగించి లేజర్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేశారు.

• జడవాయువులైన హీలియం, నియాన్‌లను ఉపయోగించి హవిజవాన్ అనే అమెరికా శాస్త్రవేత్త లేజర్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేశారు. ఘన పదార్థాలను ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల కంటే జడవాయువును ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల శక్తి ఎక్కువ.

లక్షణాలు:
సంబద్ధత: ఒక పదార్థం నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల కంపన పరిమితి, తరంగదైర్ఘ్యం సమానంగా ఉంటాయి. ఈ లక్షణాలను సంబద్ధత అంటారు.
దిశానియత: ఒక పదార్థం నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణం అత్యధిక దూరం ఒకే దిశలో ప్రయాణిస్తుంది. ఈ లక్షణాన్నే దిశానియత అంటారు.
ఏకవర్ణీయత: ఒక పదార్థం నుంచి ఉత్పత్తి చేసిన లేజర్ కిరణాల తరంగదైర్ఘ్యం ఎల్లప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉండటం వల్ల ఒకే వర్ణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. దీన్ని ఏకవర్ణీయత అంటారు.
తీవ్రత: లేజర్ కిరణాల తీవ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది.
అనువర్తనాలు: లేజర్ కిరణాల శక్తిని పెంచుతూ, తగ్గిస్తూ అనేక అవసరాలకు ఉపయోగిస్తారు. ముఖ్య అనువర్తనాలు..

• భూమి నుంచి గ్రహాలు, ఉపగ్రహాల దూరాన్ని కచ్చితంగా లెక్కించడానికి లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగిస్తారు.
• భూమి ఆత్మభ్రమణ వేగాన్ని లెక్కించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• ఈ కిరణాల సహాయంతో భూమి చుట్టూ పరిభ్రమిస్తున్న కృత్రిమ ఉపగ్రహాల కక్ష్య, ఎత్తును తెలుసుకోవచ్చు.
• ఘన పదార్థంలోని అణువుల సంఖ్యను లెక్కించడానికి వినియోగిస్తారు.
• అత్యంత దృఢమైన వజ్రం, ఉక్కు తదితర పదార్థాలను కోయడానికి, వాటికి రంధ్రాలు చేయడానికి లేజర్‌ను వినియోగిస్తారు.
• హైడ్రోజన్ బాంబులను విస్ఫోటం చెందించడానికి ఈ కిరణాలు ఉపయోగిస్తారు.
• లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగించి పుప్పొడి రేణువుల కదలికలను పరిశీలించవచ్చు.
• సాంస్కృతిక కార్యక్రమాల్లో వాడతారు.
• స్పష్టమైన ప్రింటింగ్, జిరాక్స్ కోసం లేజర్ వినియోగిస్తారు.
• లక్ష్యాలను కచ్చితంగా గురిపెట్టడానికి, యుద్ధ రంగంలో శత్రువులను సంహరించడానికి వీటిని వాడతారు.
• వాహనాల వేగాన్ని లెక్కించే స్పీడ్ గన్‌లో లేజర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
• హాలోగ్రఫీ విధానంలో వాడతారు.
• ఆప్టికల్ ఫైబర్ ద్వారా సమాచార ప్రసారం కోసం వినియోగిస్తారు.
• వైద్యరంగంలో ఎండోస్కోపి, లాప్రోస్కోపి విధానంలో వాడతారు.
• లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగించి రెటీనాపై ఏర్పడిన పొరను తొలగించవచ్చు.
• దంతాల చికిత్సలో ఉపయోగిస్తారు.
• మెదడులో ఏర్పడిన కణితులను తొలగించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• గుండె, ఊపిరితిత్తులు, పేగులకు సంబంధించిన వ్యాధులను నయం చేయడానికి వినియోగిస్తారు.
• - సీడీ, డీవీడీల్లో సమాచారాన్ని నిల్వ చేసేందుకు లేజర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
• క్షిపణుల్లో మార్గనిర్దేశిత కిరణాలుగా, బార్‌కోడ్‌ను ముద్రించడానికి, చదవడానికి లేజర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
• లేజర్ సాయంతో పురాతన కట్టడాలు, విగ్రహాలను శుభ్రపరుస్తారు.
• వాతావరణంలోని వివిధ పొరల మధ్య ఉన్న కాలుష్య గాఢతను లెక్కిస్తారు.
• లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగించే పద్ధతిని Lidar (లైట్ డిటెక్షన్ అండ్ రేంజింగ్) అంటారు.

గమనిక: లేజర్ కిరణాల ధర్మాలను అధ్యయనం చేసి, వాటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి భారత అణుశక్తి సంఘం రాజా రామన్న సెంటర్ ఫర్ అడ్వాన్‌‌సడ్ టెక్నాలజీని ఏర్పాటు చేసింది. ఇది మధ్యప్రదేశ్‌లోని ఇండోర్‌లో ఉంది.
వర్ణపటం

• దృశ్య వర్ణపటంలోని వివిధ వర్ణాల తరంగదైర్ఘ్యాన్ని కొలవడానికి వర్ణపట మాపకం (స్పెక్టోమీటర్) ఉపయోగిస్తారు.
• దృశ్య వర్ణపటంలోని ఇండిగో రంగును మానవ కన్ను గుర్తించలేదు. ఊదారంగు వల్ల కంటిలోని రెటీనా దెబ్బతింటుంది. ఈ రెండు రంగులను మినహాయిస్తే మిగతా అయిదు రంగుల్లో(BGYOR)ని పసుపు వర్ణాన్ని ‘మాధ్యమిక రంగు’ అంటారు.
• వక్రీభవన గుణకం కాంతి తరంగదైర్ఘ్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
  
  కాబట్టి దృశ్య వర్ణపటంలో తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం ఉండే ఊదారంగు వక్రీభవన గుణకం ఎక్కువ. తరంగైదైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఎరుపు రంగు వక్రీభవనం తక్కువ.
• గాజు పలక ద్వారా చొచ్చుకెళుతున్న కాంతి కిరణాల వేగం వాటి తరంగదైర్ఘ్యానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కాంతి గాజు ద్వారా ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు VIBGYORలోని ఊదారంగు వేగం తక్కువగా, ఎరుపు రంగు వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది. కానీ శూన్యంలో లేదా గాలిలో ఈ ఏడు రంగుల వేగం కాంతి వేగానికి సమానం.
• కాంతి విశ్లేషణంలో ఏర్పడిన వివిధ వర్ణాల విచలనం తరంగదైర్ఘ్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కాబట్టి తరంగదైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉన్న ఊదారంగు ఎక్కువగా విచలనం చెందుతుంది. రుజుమార్గాన్ని వదిలి వంగి ప్రయాణించడమే విచలనం.
• ఎరుపు రంగుకు తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువగా, విచలనం తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఇది దాదాపు రుజుమార్గంలో ప్రయాణిస్తుంది. కాబట్టి ఎరుపు రంగును ఎక్కువ దూరం నుంచి కూడా స్పష్టంగా చూడవచ్చు. అందువల్ల ప్రమాదాల నివారణ కోసం ఉపయోగించే సంకేతాలను సూచించడానికి ఎరుపు రంగును ఉపయోగిస్తారు.
• క్వాంటం సిద్ధాంతం ప్రకారం తరంగదైర్ఘ్యం తక్కువగా ఉన్న ఊదా రంగు శక్తి ఎక్కువగా, తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఎరుపు రంగు శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది.
• చీకటి గదిలో ఫొటోగ్రాఫిక్ ఫిల్మ్ డెవలప్ చేసే సమయంలో కనీస కాంతి కోసం ఎరుపు రంగు బల్బును ఉపయోగిస్తారు.
  గమనిక: ఫొటోగ్రఫిక్ ఫిల్మ్‌లను డెవలప్ చేయడానికి హైపో ద్రావణం (సోడియం థియోసల్ఫేట్) ఉపయోగిస్తారు.
• ఆకుపచ్చ రంగు తరంగదైర్ఘ్యం 5500Å. ఈ తరంగదైర్ఘ్యం వల్ల ఆకుపచ్చ రంగుకు కొంత శక్తి లభిస్తుంది. అందువల్ల ఈ వర్ణం మన కంటిని చేరినప్పుడు ఒక రకమైన మానసిక ఉల్లాసాన్ని పొందుతాం.

వర్ణాలు - రకాలు:
రంగులు మూడు రకాలు. అవి:
1) ప్రాథమిక రంగులు
2) గౌణ రంగులు
3) సంపూరక రంగులు
ప్రాథమిక రంగులు: కాంతి విశ్లేషణంలో ఏర్పడిన ఏడు రంగుల్లో నీలం, ఎరుపు, ఆకుపచ్చ రంగులను ప్రాథమిక వర్ణాలు అంటారు.
గౌణ రంగులు: ప్రాథమిక రంగులు ఒక దానితో మరొకటి సమపాళ్లలో కలిస్తే ఏర్పడిన ఫలిత రంగును గౌణ వర్ణం అంటారు.

• ప్రతి ప్రాథమిక రంగు తన ద్వారా చొచ్చుకొని వెళుతున్న ఇతర ప్రాథమిక రంగులు లేదా గౌణ రంగులను పూర్తిగా శోషణం చేసుకుంటుంది. కాబట్టి మన కంటికి ఎలాంటి కాంతి చేరదు. ఫలితంగా వచ్చే రంగు నల్లగా ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది.

ఉదాహరణలు:
i) తెల్లటి సూర్యకిరణాల సమక్షంలో గులాబీ పుష్పం ఎరుపు రంగులో కనిపిస్తుంది. అదే పుష్పాన్ని ఆకుపచ్చ రంగు గాజు పలక ద్వారా పరిశీలిస్తే నలుపు రంగులో కనిపిస్తుంది.
ii) ఉదయించే, అస్తమించే సూర్యబింబం ఎరుపు రంగులో ఉంటుంది. దీన్ని ఆకుపచ్చ రంగు గాజు పలక ద్వారా చూస్తే నలుపు రంగులో కనిపిస్తుంది.
iii) ఆకుపచ్చ రంగు కళ్లద్దాలు ధరించిన వ్యక్తి ట్రాఫిక్ సిగ్నళ్లను పరిశీలిస్తే.. అవి ఆకుపచ్చ, నలుపు రంగుల్లో ఏకాంతరంగా మారుతున్నట్లు కనిపిస్తాయి.
iv) ఎరుపు రంగు గాజుపలక ద్వారా ఎర్రని లేదా తెల్లని వస్తువులను చూసినప్పుడు అవి ఎరుపు రంగులో కనిపిస్తాయి.
సంపూరక రంగులు: రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రంగులు ఒకదానితో మరొకటి కలవడం వల్ల తెలుపు రంగు ఏర్పడితే వాటిని సంపూరక వర్ణాలు అంటారు.
ప్రాథమిక రంగులు ఒకదానితో మరొకటి సమపాళ్లలో కలిసినప్పుడు తెలుపు రంగు ఏర్పడటం దీనికి ఉదాహరణ.
ఎరుపు + నీలం + ఆకుపచ్చ = తెలుపు

• ప్రతి ప్రాథమిక రంగు దాని వ్యతిరేక గౌణ రంగుతో కలిసినప్పుడు తెలుపు రంగు ఏర్పడుతుంది.