KURZUS: Mérnöki fizika

MODUL: Az anyag mikroszkopikus szerkezete

27. lecke: Mézerek és alkalmazásaik

Mézerek és alkalmazásaik

A jegyzet feldolgozandó fejezetei:

  • Mézerek és alkalmazásaik

Tanulási célok:

A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz:

  • Elmondani és felrajzolni az ammóniamézer működését és lényegesebb részeit.
  • Elmondani, hogyan valósul meg a populációinverzió az ammóniamézerben.
  • Ismertetni, hogyan történik a jelek erősítése az ammóniamézerben.
  • Elmondani, miért csak egy meghatározott frekvenciájú bemenő jelre reagál az ammóniamézer.
  • Megmondani a mézerek erősítési tényezőjének és frekvencia-stabilitásának nagyságrendjét.
  • Ismertetni annak alapötletét, hogyan lehet mézer segítségével pontos órát készíteni.

Támpontok a tanuláshoz

Elsőként azt jegyezzük meg, hogy ez a lecke az átlagosnál rövidebb, de nem lett volna érdemes a következő téma elejét ide erőltetni pusztán a leckék méretének kiegyenlítése céljából.

Az előző leckében az indukált emisszióval kapcsolatos ismereteket alkalmazva a mézer működése könnyen megérthető. Az egyetlen magyarázatra szoruló pont az, hogyan érik el a különböző energiájú ammóniamolekulák kiválogatásával a populációinverziót az üregrezonátorban. Ha ezt megérti, a lecke nehezén túl van.

Ellenőrző kérdések
1. Milyen hullámhosszúságú elektromágneses hullámok koherens erősítésére szolgálnak a mézerek?
Milliméteres nagyságrendű.
Mikrométeres nagyságrendű.
Deciméteres nagyságrendű.
Méteres nagyságrendű.
2. Miben különbözik a magas és az alacsony energiájú ammóniamolekulák állapota az ammóniamézerben?
A nagyobb energiaállapotban tartózkodó molekulák mágneses dipólnyomatéka más, mint azon molekuláké, amelyek alacsonyabb energiaállapotban vannak.
A nagyobb energiaállapotban tartózkodó molekulák tehetetlenségi nyomatéka más, mint azon molekuláké, amelyek alacsonyabb energiaállapotban vannak.
Semmiben.
A nagyobb energiaállapotban tartózkodó molekulák elektromos dipólnyomatéka más, mint azon molekuláké, amelyek alacsonyabb energiaállapotban vannak.
3. Ammóniamézerek esetében milyen nagyságrendű a felerősített jel frekvenciájának ingadozása?
245 Hz.
2,4 Hz.
2,5 kHz.
50 kHz.
4. Az alábbiak közül melyik nem része az ammóniamézernek?
Üregrezonátor.
Kvadrupol lencse.
Tükrök.
Ammóniatartály.