Thông tin bằng sóng ánh sáng - một công nghệ mới đang thay đổi mạng lưới thông tin tòan thế giới. Một lượng thông tin khổng lồ (tín hiệu tiếng, tín hiệu hình, số liệu) có thể truyền đi nhanh chóng và hiệu quả từ nơi này đến nơi khác bằng cách dùng một mạng sợi quang học. Những bó sợi thủy tinh mãnh như tóc mang năng lượng thông tin đến những nơi rất ra dưới dạng những xung sóng ánh sáng.
Mô hình photon như m?t nhóm sóng. Có năng
lư?ng t?p trung trong m?t kh?ang không gian h?p
Mô hình photon như m?t nhóm sóng. Có năng
lư?ng t?p trung trong m?t kh?ang không gian h?p
Dây cáp quang
Bộ mãhóa Bộ mãhóa Máy tính
Bộ đa thành phần Diod phát tia Laser hf Trong quang học tuyến tính theo
thuyết lượng tử, sự hấp thụ ánh sáng chỉ xãy ra khi năng lượng h của photon tới chất hấp thụ có độ lớn: h0 E2 E1. Khi đó, cứ mỗi động tác tương tác của ánh sáng với chất sẽ có một photon bị hấp thụ.
Hình 8.18
Mọi thông tin được mã hóa thành dòng dữ liệu qua bộ đa thành phần. Tín hiệu từ máy đa thành phần được dùng để bật / tắt một laser hay diod phát quang (LED). Ánh sáng (hf) phát ra từ cách này được truyển trong sợi quang để cho tín hiệu ra đập vào đầu dò quang ở máy thu. Tín hiệu điện sinh ra trên đầu dò quang cung cấp cho bộ giải đa thành phần, máy này tách các tín hiệu khác nhau và đưa chúng đến những địa chỉ cuối cùng.
Sở dĩ hệ thông tin bằng ánh sáng có thể truyền thông tin bằng số nhiều đến như vậy so với hệ thông tin thông thường là vì tốc độ thông tin truyền đi phụ thuộc trực tiếp vào tần số của tín hiệu. Ánh sáng có tần số 1014
- 1015 Hz, so với tần số sóng vô tuyến vào khỏang 106 Hz, tần số vi ba 108
- 1010 Hz, cho nên một hệ thống thông tin thực hiện với tần số ánh sáng về lý thuyết có thể truyền một lượng thông tin nhiều hơn khi thực hiện với tần số vô tuyến hay vi ba.
Một hệ thông tin bằng ánh sáng đơn giản trong hình 8.18. Thông tin truyền đi có thể tín hiệu âm thanh của điện thoại, tín hiệu hình hoặc số liệu của máy tính. Những tín hiệu này được mã hóa thành một dãy số nhị nguyên, trộn lẫn nhau thành một dòng đơn có tốc độ truyền số liệu rất cao trong một đơn vị đa thành phần.
Trong máy phát sóng sáng, mỗi “số một” hay ”số không“ tương ứng với khi có xung điện hay không có xung điện dùng để bật hay tắt nguồn sáng. Nguồn sáng có thể là một laser hay diod phát quang (LED). Như vậy thông tin mã hóa nhị nguyên được chuyển thành một loạt các lóe sáng theo theo thời gian để truyền tin.
Thay vì môi trường tuyền tin là khí quyển như sóng vô tuyến, ở đây sợi quang “dẫn sáng” làm nhiệm vụ dẫn ánh sáng từ máy phát đến máy thu, tại đây mỗi xung ánh sáng được thu nhận bằng một đầu dò quang. Khi xung ánh sáng đến đầu dò thì một xung điện được tạo nên, bằng cách này những xung ánh sáng được tái tạo lại thành những xung điện. Máy thu cũng có một bộ phận giải đa thành phần để tách tín hiệu và tái tạo thành tiếng, hình, hay số liệu máy tính.
Mô hình photon như m?t nhóm sóng. Có năng lư?ng t?p trung trong m?t kh?ang không gian h?p
Dây cáp quang
Bộ giải mã Bộ giải mã Máy tính Bộ giải đa thành phần
Bài tập chương 8: VẬT LIỆU QUANG LASER
1. PHÂN TÍCH NHỮNG CÂU PHÁT BIỂU ĐÚNG /SAI
1. Hiệu ứng quang điện trong được dùng làm các quang điện trở. Hiệu ứng quang điện ngòai được dùng làm các tế bào quang điện.
2. Sự phát xạ cưỡng bức chỉ xãy ra khi có tác dụng của trường điện từ ngoài
3. Thông tin bằng sóng ánh sáng - một công nghệ mới đang thay đổi mạng lưới thông tin tòan thế giớI
4. hệ thông tin bằng ánh sáng có thể truyền thông tin bằng số nhiều đến như vậy so với hệ thông tin thông thường là vì tốc độ thông tin truyền đi phụ thuộc trực tiếp vào tần số của tín hiệu
2. CÂU HỎI ĐIỀN THÊM (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Khi rọi sáng chất bán dẫn trong mạch xuất……
2. Khác với tế bào quang điện, quang trở không có………… 3. Maser và laser có cơ chế hoạt động...
3. CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Phân biệt hiệu ứng quang điện trong & hiệu ứng quang điện ngòai? 2. Phân biệt maser & laser ?
3. Cơ chế họat động & cấu tạo & ứng dụng laser ? 4. Thế nào là quá trình phát xạ cưỡng bức
5. Môi trường khuếch đại ánh sáng là gì ?
4. TRẮC NGHIỆM 1. Khi nói đến Laser ta hiểu rằng:
a) Có sự khuếch đại lượng phôton ánh sáng.
b) Tất cả các photon phát ra đều có cùng pha dao động
c) Ta dùng ánh sáng kích thích có cùng tần số với tần số của phôton được bức xạ ra. d) Laser là ánh sáng gần như đơn sắc.
e) Tất cả các câu trên đều đúng.
2. Tia Laser có những tính chất đặc biệt là:
a) Tại một điểm có ánh sáng Laser chiếu tới có thể đạt nhiệt độ 6000 hoặc 8000 0 K. b) Máy phát Laser dùng trong kỷ thuật thu âm và phát âm.
c) Tia Laser có thể cắt bỏ các khối u của tế bào bị ung thư. d) Có thể đạt đến trạng thái nhiệt độ tuyệt đối âm.
Mục lục……….
Lời nói đầu………
Chương 1. SÓNG ÁNH SÁNG ……….
1.1. Bản chất điện từ của ánh sáng………..
1.2. Quang lộ - Nguyên lý Fermat - Định luật Malus………..
1.3. Giao thoa ánh sáng cho bởi hai nguồn kết hợp………..…
1.4. Giao thoa ánh sáng do phản xạ……….
1.5. Giao thoa ánh sáng cho bởi 1 bản mặt song song, bản mỏng có bề dày thay đổi………
1.6. Nguyên lý Huyghens – Fresnel - Nhiễu xạ ánh sáng tạo bởi sóng cầu… 1.7. Nhiễu xạ ánh sáng tạo bởi sóng phẳng qua 1 khe hẹp, nhiều khe hẹp song song . Cách tử nhiễu xạ………..
1.8. Phân cực ánh sáng - Phân cực do lưỡng chiết………
Chương 2. THUYẾT TƯƠNG ĐỐI EINSTEIN ………
2.1. Phép biến đổi Galileo và qui tắc tổng hợp vận tốc Newton………
2.2. Sự bất biến của vận tốc ánh sáng - thí nghiệm Michelson……….
2.3. Các tiên đề của thuyết tương đối Einstein. Biến đổi Lorentz………..
2.4.Tính tương đối của khỏang không gian và thời gian - Hiệu ứng Doppler đối với ánh sáng………
2.5. Qui tắc tổng hợp vận tốc Einstein……….. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.6. Khối lượng và động lượng tương đối tính. Hệ thức Einstein - ứng dụng. Chương 3. QUANG LƯỢNG TỬ ………..
3.1. Bức xạ nhiệt - định luật Kirchhoff………
3.2. Thuyết lượng tử của Planck - Công thức Planck - Định luật Stefan Bolzmann - Định luật Wien………..
3.3. Thuyết photon của Einstein ………
3.4. Hiện tượng quang điện ………
3.5. Hiệu ứng Compton……….
Chương 4. CƠ HỌC LƯỢNG TỬ ………
4.1. Tính sóng hạt của photon………
4.2. Tính sóng hạt của vật thể vi mô - Giả thuyết De Broglie……….
4.3. Hệ thức Heisenberg………..
4.4. Hàm sóng – ý nghĩa xác súât của hàm sóng………
4.5. Phương trình Schrodinger – Vi hạt trong hố thế một chiều – dao tử điều hòa - Hiệu ứng đường hầm……….
Chương 5. NGUYÊN TỬ ………
5.1. Nguyên tử hidro - Năng lượng và trạng thái electron trong nguyên tử hidro - Các số lượng tử n, l, m……….
5.2. Nguyên tử kim lọai kiềm. Năng lượng electron hóa trị trong nguyên tử kim lọai kiềm ……….
5.3. Tính chất từ của nguyên tử - Hiện tượng Zeeman thường……… i iii 1 1 2 3 5 6 7 10 12 14 15 16 18 21 26 27 32 32 34 36 36 39 41 41 43 44 46 47 53 54 63 65
5.5. Trạng thái (n, l, m) của 1 electron trong nguyên tử - nguyên lý Pauli -
Hệ thống tuần hòan Mendeleep………..
5.6. Momen từ toàn phần - Hiện tương Zeemann thường ……….
5.7. Ngyên lý Pauli - Hệ thống tuần hoàn Mendeleev………..
Chương 6. HẠT NHÂN - HẠT CƠ BẢN ……….
6.1. Hạt nhân – Nuclon - Lực hạt nhân - Phản ứng hạt nhân - Năng lượng hạt nhân - Mẫu hạt nhân………..
6.2. Hạt sơ cấp -Pôzitron và Nơtrino - Các tương tác……….
6.3. Phân lọai hạt sơ cấp……….
6.4. Lượt sử vũ trụ từ Big Bang………..
Chương 7. V ẬT LI ỆU ĐI ỆN V À T Ừ ……….
7.1.Cấu tạo tinh thể - Dao động mạng tinh thể Phonon - Lý thuyết nhiệt dung của Debye……….
7.2. Lý thuyết vùng năng lượng………..
7.3. Bán dẫn – Bán dẫn thuần – Bán dẫn tạp chất - Lớp tiếp xúc pn – Siêu dẫn. ………
7.4. Sự phân cực điện môi – Vector phân cực điện môi ……… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
7.5. Sự từ hóa – Vector từ độ - Sự từ hóa của thuận từ, nghịch từ, sắt từ … 7.6. Tinh thể lỏng………..
Chương 8. VẬT LI ỆU QUANG LASER ………..
8.1.Quang trở - Photo diod………..
8.2. Maser – Laser - các lọai Laser………
8.3 Tính kết hợp không gian và thời gian………..
8.4. Quang học phi tuyến (những hiệu ứng cơ bản)………
8.5. Thông tin quang……….
Tài liệu tham khảo……… 67 69 70 72 72 78 82 82 85 86 90 92 99 102 108 110 110 111 116 117 119 121
Tài liệu tham khảo
1. Lương Duyên Bình (chủ biên). Vật lý đại cương. Tập 3, phần 1: Quang học - Vật lý nguyên tử và hạt nhân. NXB. Giáo dục, 2000.
2. Lương Duyên Bình. Bài tập vật lý đại cương. Tập 3; Quang học - Vật lý lượng tử. NXB. Giáo dục, 2001.
3. Đỗ Trần Cát, Đặng Quang Khang et al. Vật lý đại cương. Tập 3, phần 2. NXB. Giáo dục, 1999.
4. Nguyễn Hữu Chí, Trần Tuấn. Vật lý Laser. NXB. Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2001.
5. Nguyễn Ngọc Giao. Hạt cơ bản. NXB. Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 1999.
6. Phạm Duy Hiển. Vật lý nguyên tử và hạt nhân. NXB. Giáo dục, 1983. 7. Huỳnh Huệ. Quang học. NXB. Giáo dục, 1981.
8. Mai Văn Nhơn. Vật lý hạt nhân đại cương. NXB. Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2001.
9. David Haliday, R. Resnick, J. Walker. Cơ sở vật lý. Tập 6 – Quang học và vật lý lượng tử. NXB. Giáo dục, 2001.
10. S. Hawking, Vũ trụ trong một vỏ hạt, Bantam 2001.
11. I.V. Savelyev. Physics, A general course. Mir publishers Moscow. 12. Các trang web.
www.vi.wikipedia.org