สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน เมนู เล่ม 1
เล่มที่ ๑
เรื่องที่ ๑ ดวงอาทิตย์
เรื่องที่ ๒ อุปราคา
เรื่องที่ ๓ ท้องฟ้ากลางคืน
เรื่องที่ ๔ นก
เรื่องที่ ๕ ปลา
เรื่องที่ ๖ เครื่องจักรกล
เรื่องที่ ๗ พลังงาน
เรื่องที่ ๘ อากาศยาน
เรื่องที่ ๙ ดนตรีไทย
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๑ / เรื่องที่ ๗ พลังงาน การควบคุม และการใช้ประโยชน์ / การควบคุมและใช้ประโยชน์พลังงานจากแสง

การควบคุมและใช้ประโยชน์พลังงานจากแสง
การควบคุมและใช้ประโยชน์พลังงานจากแสง

แสงเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง มีความสามารถที่จะทำงานได้ นอกจากนั้นยังเปลี่ยนเป็นพลังงาน รูปอื่นได้ (ดูเรื่องพลังงาน) สิ่งที่สนับสนุนให้เห็นว่า แสงเป็นพลังงาน คือ กังหันแสง (radiometer)
กังหันแสง
กังหันแสง 
กังหันแสดงในภาพนั้น ประกอบด้วยแผ่นโลหะเบามากสี่แผ่น ยึดติดกันด้วยก้านโลหะ และแขวนติดกับแกนหมุน ซึ่งบรรจุภายในกระเปาะแก้ว แผ่นโลหะนี้มีสองด้าน ด้านหนึ่งฉาบสีดำ อีกด้านหนึ่งฉาบสีเงิน ด้านที่ฉาบสีเดียวกันหันไปทางเดียวกัน
เมื่อแสงส่องไปที่แผ่นโลหะนี้ มันจะหมุนได้ทันที นี่แสดงว่าแสงทำงานได้

ดังนั้น แสงจึงเป็นพลังงาน

วิธีผลิตแสงสว่าง

ก. ผลิตได้จากการเผาเชื้อเพลิง เช่น ไม้ น้ำมัน ไข เทียน ไต้ ก๊าซ

ข. ผลิตได้จากกระแสไฟฟ้า โดยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นลวดความต้านทานบางชนิด เช่น ทังสเตน ถ่าน เมื่อลวดพวกนี้ ร้อนจัดจนแดง จะให้แสงออกมา
ไฟอาร์ก (arc lamp) ใช้อิเล็กโทรดที่ทำด้วยถ่านสองแท่งวางจ่อกัน เมื่อต่อไฟฟ้าเข้าที่ขั้ว อิเล็กโทรดทั้งสอง แล้วจับอิเล็กโทรดชนกันโดยเร็วแล้วแยกจากกัน จะเกิดประกายไฟสว่างไสวมาก แสงสว่างที่ได้จากไฟฟ้า
แสงสว่างที่ได้จากไฟฟ้า
หลอดไฟก๊าซเรืองแสง (Gas glow lamp)

หลอดไฟชนิดนี้ประกอบด้วย ขั้วอิเล็กโทรดสองขั้วบรรจุในหลอดไฟ ภายในหลอดไฟบรรจุ ก๊าซที่ไม่ลุกไหม้ เช่น ก๊าซนีออน ก๊าซอาร์กอน เมื่อความต่างศักย์ระหว่างขั้วอิเล็กโทรดสูงมากพอ ก๊าซที่อยู่ระหว่างขั้วอิเล็กโทรดทั้งสองจะแตกตัวเป็นไอออน และปล่อยพลังงานออกมาในรูปแสง สว่างเป็นส่วนใหญ่ (มีความร้อนบ้าง และมีเสียงน้อยมากจนไม่ได้ยิน)

ถ้าบรรจุก๊าซนีออนเรียกว่า หลอดนีออน ให้แสงสีแสด ถ้าบรรจุก๊าซอาร์กอน เรียกว่า หลอดอาร์กอน ให้แสงสีม่วง

หลอดไฟเรืองแสงฟลูออเรสเซนต(Fluorescent lamp)

ประกอบด้วยลวดเผาร้อน (Heater) สองชุด บรรจุอยู่ที่ปลายสองข้างหลอดแก้ว ซึ่งฉาบ ด้วยสารเรืองแสงภายในหลอดแก้วบรรจุไอปรอท เมื่อเผาลวดให้ร้อนด้วยกระแสไฟฟ้า มันจะขับ อิเล็กตรอนออกมาออรอบๆ ตัวมันทั้งสอง
วงจรของหลอดไฟฟ้าเรืองแสง
วงจรของหลอดไฟฟ้าเรืองแสง
เมื่อต่อลวดร้อนทั้งสองเข้ากับแรงดันประมาณ ๒๐๐ โวลต์ อิเล็กตรอนที่ถูกขับออกมานี้จะ วิ่งจากลวดร้อนข้างลบ ไปยังอีกข้างหนึ่ง ซึ่งเป็นบวก

ขณะที่อิเล็กตรอนวิ่งไปนี้จะชนไอปรอทและเกิดแสงมืด เช่น รังสีเอกซ์อย่างอ่อน (soft X-ray) รังสีเอกซ์พุ่งไปชนสารเรืองแสง สารเรืองแสงเมื่อได้รับพลังงานจากรังสีเอกซ์ ซึ่งเป็นแสง มืด จะเปลี่ยนพลังงานนี้เป็นพลังงานแสงสว่างสีต่างๆ กัน แล้วแต่ชนิดของสารเรืองแสงที่ฉาบหลอด ไฟ เช่น แคลเซียมทังสเตต (calcium tungstate) ให้สีน้ำเงิน แคลเซียม ซิลิเคต (calcium silicate) ให้สีส้ม แมกนีเซียมทังสเตต (magnesium tungstate) ให้สีน้ำเงินออกขาวๆ ซิงค์ซิลิเคต (zinc silicate) ให้สีเขียว แคลเซียมฮาโลฟอสเฟต (calciumhalo phosphate) ให้สีขาว แคดเมียมซิลิเคต (cadmium silicate) ให้สีเหลืองอมชมพู แคดเมียมบอเรต (cadmium borate) ให้สีชมพู แคลเซียม ฟอสเฟต (calcium phosphate) ให้สีแดงเข้ม

วงจรที่สมบูรณ์ของหลอดไฟเรืองแสงมีส่วนต่างๆ ดังนี้

S เป็นสตาร์เตอร์ (starter) ประกอบด้วยโลหะ ๒ ชนิด ตามปกติไม่แตะกัน บรรจุอยู่ใน หลอดแก้วเล็กๆ ซึ่งมีก๊าซประเภทนีออนบรรจุอยู่ด้วย เมื่อเสียบปลั๊ก P แล้ว ก๊าซนีออกจะแตก ตัวเป็นไอออน และเรือง (glow) ให้ความร้อนโลหะทั้งสองในหลอดแก้ว S จะร้อนและโก่งแตะกัน ทำให้สตาร์เตอร์ S ปิดวงจรและกระแสไหลผ่าน

B เป็นแบลลัสต์ (ballast) มีค่าอิมพีแดนซ์ที่พอเหมาะ เมื่อกระแสไหลในวงจรแล้วจะทำ ให้แรงดันตก (Voltage drop) และแรงดันที่หลอดไฟจะต่ำกว่าเมื่อตอนเริ่มแรก

การใช้งานแสงสว่าง

ส่วนใหญ่ใช้ส่องสว่างสำหรับทำงาน อ่าน เขียน ฯลฯ ในเวลามืด

ใช้แสงสว่างในพิธีทางศาสนา และนักขัตฤกษ์ต่างๆ

ใช้แสงสว่างในการตกแต่งประดับประดา

ใช้แสงสว่างให้อาณัติสัญญาณ

ใช้แสงสว่างในระบบอัตโนมัติต่างๆ (automatic control) เช่น ปิดเปิดไฟถนนหลังจาก พระอาทิตย์ตกและมืด เราเคยใช้คนจุดตะเกียงข้างถนน เมื่อหลายสิบปีมาแล้ว แต่ปัจจุบันไม่ต้อง ใช้คนจุดตะเกียงข้างถนน แต่ใช้แสงสว่างเป็นตัวปิดเปิดไฟฟ้า

การใช้แสงสว่างตกแต่งสถานที่ (ป้อมพระสุเมรุ) การใช้แสงสว่างตกแต่งสถานที่ (ป้อมพระสุเมรุ) ในโอกาสสมโภชกรุงรัตนโกสินทร์ ๒๐๐ ปี เมื่อเดือนเมษายน พ.ศ. ๒๕๒๕

นอกจากนี้ในวงการอุตสาหกรรมยังใช้แสงสำหรับบังคับเครื่องกลไกอย่างอัตโนมัติ เช่น เครื่องม้วนกระดาษในโรงงานทำกระดาษ ในการม้วนกระดาษต้องจัดให้ขอบเรียงเสมอกัน เครื่อง ม้วนกระดาษต้องทำให้เลื่อนไปได้ทั้งซ้ายและขวา เมื่อขอบกระดาษทางด้านขวายื่นเลยออกมาจากม้วน ต้องเลื่อนเครื่องม้วนมาทางขวา ในการนี้อาจใช้คนควบคุมคอยดูขอบกระดาษ หากล้ำทาง ด้านไหน ก็ต้องบังคับให้เครื่องม้วนเลื่อนไปทางด้านนั้น
ประภาคารใช้แสงสว่างให้อาณัติสัญญาณ
ประภาคารใช้แสงสว่างให้อาณัติสัญญาณ
แทนที่จะใช้คนควบคุม เราอาจใช้แสงส่องตรงขอบกระดาษทั้งสองด้าน ใต้กระดาษมีโฟโต เซลล์รับแสงที่ส่องนั้น โฟโตเซลล์เป็นตัวเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ระบบนี้ทำงาน ได้ดังนี้ ตามปกติกระดาษจะปิดกั้นแสง ไม่ให้ส่องโฟโตเซลล์ ถ้าบังเอิญกระดาษเฉหรือเอียงไปทาง ซ้ายขณะม้วน ขอบกระดาษข้างขวาจะไม่บังแสง แสงจะส่องโฟโตเซลล์ข้างขวา โฟโตเซลล์ข้างขวา จะเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าไปเข้าเครื่องบังคับ ให้มอเตอร์หมุนไปทางขวา ทำให้แท่น เครื่องม้วนกระดาษเลื่อนไปทางขวา จนกระทั่งขอบกระดาษบังแสง ทำให้สวิตซ์ เปิดอ้า มอเตอร์จะหยุดหมุน แท่นจะไม่เลื่อนต่อไป ถ้ากระดาษเฉมาทางขวา โฟโตเซลล์ข้างซ้ายจะทำงานดึงสวิตซ์ ให้มอเตอร์หมุนไปทางด้านซ้าย

วิธีนี้จะทำให้ม้วนกระดาษมีขอบเรียบเสมอกัน

ด้วยวิธีการคล้ายๆ กันนี้อาจใช้โฟโตเซลล์ในวงจรดักจับขโมย วงจรเปิดประตูอัตโนมัติเมื่อ คนเดินจะเข้าข้างในห้อง และปิดเอง เมื่อเข้าข้างในแล้ว

แผนภาพแสดงสวิตช์ปิดเปิดโดยอาศัยแสงสว่าง ในภาพ P เป็นโฟโตเซลล์ประกอบด้วยโลหะที่ไวต่อแสง (M) เช่น โซเดียมโพแทสเซียมซีเซียม เป็นต้น เมื่อแสงส่องผ่านหลอดแก้วมาชน M M จะขับอิเล็กตรอนวิ่งออกมายังแผ่นโลหะอีกแผ่นหนึ่ง (N) ซึ่งต่อกับขั้วบวกของแบตเตอรีผ่านขดลวด (C) และ P กระแสที่ไหลผ่าน C จะทำให้เหล็ก (I) เป็นแม่เหล็กดูดเอาสวิตช์ (S) ให้เปิดวงจรไฟฟ้า ทำให้หลอดไฟบนถนนดับเมื่อเวลามืดไม่มีแสงส่อง P ไม่มีกระแสไหลใน C ทำให้ I ไม่เป็นแม่เหล็กอีกต่อไป สปริงจะดึง S กลับ ทำให้วงจรปิด ไฟถนนสว่าง
มีสารไวต่อแสงอีกอย่างหนึ่งคือแคดเมียมซัลไฟด์ ใช้ทำความต้านทาน เรียกว่า ไลท์ดีเพน- เดนต์รีซิสแตนซ์ (Light dependent resistance) เรียกย่อว่า แอลดีอาร์ (LDR) เมื่อแอลดีอาร์ ถูกแสง สว่างจะทำให้ความต้านทานลดลง จึงใช้แทนโฟโตเซลล์ ในวงจรอัตโนมัติต่างๆ ได้
วงจรที่ใช้จริงๆ มักจะยุ่งกว่าที่กล่าวมาแล้วดังแสดงให้ดูในภาพบน

เมื่อแสงส่องถูก แอลดีอาร์ จะทำให้กระแสไฟไหลจากแหล่งจ่ายไฟไปหมุนมอเตอร์ เมื่อ ไม่มีแสง มอเตอร์จะหยุดหมุน

แสงมืด (invisible light) แสงมืดคือแสงที่ทะลุผ่านวัตถุไปหมดไม่สะท้อนกลับเลย จึงไม่ ทำให้ตาเรามองเห็นวัตถุที่แสงมืดตกกระทบ

แสงเหล่านี้ คือ รังสีเอกซ์ และแสงเลเซอร์

การใช้ประโยชน์รังสีเอกซ์

ก. ใช้ในการแพทย์ เพื่อตรวจอวัยวะภายในของคนไข้ เช่น ตรวจปอด ตรวจกระดูก วิธีตรวจ คือ ฉายรังสีเอกซ์ผ่านอวัยวะ ที่ต้องการตรวจไปบนจอ หรือฟิล์ม จะได้รูปบนจอหรือบน ฟิล์ม เมื่อเปรียบเทียบรูปที่ได้ของคนไข้ และของผู้มีสุขภาพดี ก็จะเห็นข้อแตกต่าง

การฉายภาพรังสีเอ๊กซ์ ช่วยให้สามารถมองเห็นกระดูกที่หักภายใน การฉายภาพรังสีเอ๊กซ์ ช่วยให้สามารถมองเห็นกระดูกที่หักภายใน

ข. ใช้ในอุตสาหกรรม เช่น ใช้ตรวจรอยร้าว (crack) ของโลหะต่างๆ โดยฉายรังสีเอกซ์ ผ่านโลหะที่ต้องการตรวจไปบนจอ ถ้าวัตถุนั้นร้าวภายใน จะเห็นเป็นรอยในภาพที่ปรากฏบนจอ

แสงเลเซอร์

แสงเลเซอร์ตรงกับภาษาอังกฤษว่า LASER ซึ่งเป็นคำย่อของ light amplification by stimu- lated emission of radiation โดยนำอักษรตัวหน้าของคำภาษาอังกฤษทั้ง ๕ คำมาเรียงกัน

มีความหมายว่า เป็นแสงที่ได้จากการกระตุ้นให้เกิดการแผ่รังสี

เราคุ้นเคยกับแสงจากหลอดไฟ้ฟา และหลอดเรืองแสงจากก๊าซซึ่งเกิดจากการให้พลังงาน ไฟฟ้าแก่หลอดไฟ อิเล็กตรอนในปรมาณูของก๊าซหรือไส้หลอดไฟจะปล่อยพลังงานแสง (ซึ่งจะ อธิบายละเอียดต่อไป) ออกมา อิเล็กตรอนแต่ละตัวในปรมาณูจะทำหน้าที่เหมือนเครื่องทำคลื่นตัว เล็กๆ (tiny oscillator) ปล่อยคลื่นแสงออกมา เรียกว่า ต่างคนต่างทำไม่พร้อมกัน และปล่อยแสง ออกมาคนละทิศละทาง แสงจึงไม่เข้มเท่าที่ควร
คน ๕ คนดึงก้อนหินคนละทาง
คน ๕ คนดึงก้อนหินคนละทาง
ขอเปรียบเทียบให้เห็นซัดด้วยการฉุดก้อนหิน คน ๕ คน ลากก้อนหิน ดึงไปคนละทิศละทาง หินไม่เขยื้อน คน ๕ คนออกแรงพร้อมกันดึงหินไปทิศเดียวกัน หินจะเขยื้อน


ถ้าสามารถกระตุ้นให้อิเล็กตรอนทั้งหมดสั่นพร้อมกัน และให้ปล่อยพลังงานแสงออกมา พร้อมกัน (temporal coherence) และทิศทางเดียวกัน (spatial coherence) จะได้พลังงานเข้มมาก อาจจะไชของแข็งๆ เช่น เพชร ได้

ซี เอช เทานส์ (C.H. Townes) ได้ตั้งข้อสังเกตเมื่อ พ.ศ. ๒๕๐๑ ว่า อาจทำให้เครื่องทำ คลื่น (oscillator) เหล่านี้ (หมายถึงอิเล็กตรอน) มีเฟส (phase) คงที่ได้ด้วยการกระตุ้น โดยใช้ คลื่นที่มีความถี่เดียวกับคลื่นรังสีที่จะทำให้มันแผ่ออกมา

มีผู้เปรียบเทียบลำแสงให้เหมือนกระแส (ลำธาร) ของละอองที่ไม่ที่มีตัวตนและน้ำหนัก ซึ่งจะเรียก ว่า โฟตอน (photons) ไหล หรือพุ่งด้วยความเร็วของแสง ละอองแต่ละชิ้นต่างก็มีพลังงานในตัว มีค่า hf จูล E = hf

E คือพลังงาน หน่วยเป็นจู
h คือตัวคงที่ (Planck's constant)
f คือความถี่ในการแผ่รังสี

ปี พ.ศ. ๒๔๕๖ นีลส์ บอห์ร (Niels Bohr) ได้ตั้งทฤษฎีควันตัม (quantum theory) เป็นทฤษฎี ที่ว่าด้วยการแผ่รังสีพลังงาน ออกมาเป็นชั้นๆ ได้เสนอแบบจำลอง (quantized model) ของปรมาณู ของไฮโดรเจน ดังรูปซึ่งประกอบด้วยแกนกลางคือนิวเคลียสมีประจุบวก และอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุ ลบวิ่งอยู่รอบๆ E1, E2, E3, E4, และ E5 เป็นชั้นต่างๆ ที่อิเล็กตรอนจะวิ่ง ถ้าไม่มี พลังงานจากภายนอก (เช่น ความร้อน แสง ฯลฯ) มารบกวน อิเล็กตรอนจะวิ่งอยู่ที่ชั้น E1 ด้วยแรงดึงดูด ระหว่างประจุบวกของนิวเคลียสและประจุลบของอิเล็กตรอนเท่ากับแรงเหวี่ยงขณะที่อิเล็กตรอนวิ่ง รอบวง มันจึงอยู่ในสภาพสมดุลและอยู่ในฐานะที่มั่นคง (stable state) และชั้น E1 เป็นชั้นที่มี ระดับพลังงานต่ำที่สุด (ground state)
แผนภาพปรมาณูของไฮโดรเจน
แผนภาพปรมาณูของไฮโดรเจน แสดงการกระโดดของอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานหนึ่งไปยังอีกระดับพลังงานหนึ่ง แล้วแผ่รังสีออกมา
ถ้าอิเล็กตรอนได้รับพลังงานจากภายนอก เช่น แสง ความร้อน มันจะโดดไปอยู่ชั้นอื่นซึ่งมี ระดับพลังงานสูงเรียกว่า อิเล็กตรอนถูกสูบ (pump) ขึ้นไป
แผนภาพแสดงการปล่อยพลังงานเป็นรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดคลื่น ๓ แหล่ง
แผนภาพแสดงการปล่อยพลังงานเป็นรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดคลื่น
เมื่อพลังงานจากภายนอกหายไป มันจะคงอยู่ที่ชั้นนั้นด้วยเวลาสั้นมาก สั้นกว่า ๑๐-๘ วินาที เวลาที่มันคงอยู่ในชั้นระดับพลังงานสูงนี้ เรียกว่า อายุ (Lifetime) เมื่อหมดเวลานี้แล้วมันจะโดดกลับ มาอยู่ในชั้น E1 ตามเดิม

แต่เมื่ออิเล็กตรอนโดดไปอยู่ในชั้นบางชั้น อาจคงอยู่ในชั้นนั้นนานกว่าปกติ เช่น เป็น ๑๐๐,๐๐๐ เท่าของอายุปกติ จึงเรียกว่า อิเล็กตรอนขณะอยู่ชั้นนี้เกือบมั่นคง (metastable state meta เป็นภาษากรีกมีความหมายว่า ระหว่างทาง การผ่านไป)

แต่อย่างไรก็ตาม อิเล็กตรอนจะไม่คงอยู่ในระดับเกือบมั่นคงนี้ ผลที่สุดก็ตกลงมาอยู่ใน ระดับมั่นคงตามเดิม และจะปล่อยพลังงานโฟตอนออกมา มีความถี่สูง และมีความเร็วเท่ากับ ๓๐๐,๐๐๐ กิโลเมตรต่อวินาที

อิเล็กตรอนถูกสูบขึ้นไปอยู่ในระดับสูงนี้ เมื่อตกลงมาสู่ระดับต่ำจะไม่พร้อมกัน ต่าง ตัวต่างตกและต่างก็ให้พลังงานออกมามีความถี่ต่างๆ กัน และส่งไปคนละทิศละทาง เรียกว่าไม่สัมพันธ์กัน

ขณะที่อิเล็กตรอนถูกสูบขึ้นไปนี้ เราไม่ปล่อยให้มันตกลงมาระดับต่ำเอง แต่ใช้พลังงานโฟตอนจำนวนน้อยๆ และมีความถี่ ที่ต้องการส่งเข้าไปกระทุ้งให้อิเล็กตรอนร่วงลงมาสู่ระดับต่ำพร้อมๆ กัน อิเล็กตรอนเหล่านี้ จะให้พลังงานโฟตอนออกมาพร้อมกัน เป็นจำนวนมาก และมีความถี่เดียว กับพลังงานโฟตอนที่ใช้กระทุ้ง และเคลื่อนที่ไปในทิศเดียวกับโฟตอนที่ใช้กระทุ้ง

นี่เป็นการขยายหรือเพิ่มพลังงานจำนวนน้อยให้เป็นมากและเข้ม

ความรู้และสมมุติฐานดังกล่าวแล้วก่อกำเนิดแสงเลเซอร์

ส่วนประกอบของเครื่องทำเลเซอร์

เครื่องชนิดนี้ประกอบด้วยแท่งทับทิม ที่ปรุงขึ้นจากอะลูมิเนียมออกไซด์กับโครเมียม เป็นรูปทรงกระบอกมีเส้นผ่าศูนย์กลาง ๑/๒ นิ้ว ยาว ๒ ถึง ๘ นิ้ว ปลายทั้งสองขัดให้เรียบและฉาบเงินเพื่อให้เป็นกระจกเงา ปลายข้างหนึ่งฉาบเงินโดยทั่ว ส่วนปลายอีกข้างหนึ่งฉาบเงินไม่หมด เว้นช่องตรงกลางให้แสงผ่านได้
แผนภาพแสดงส่วนประกอบของเครื่องผลิตแสงเลเซอร์
แผนภาพแสดงส่วนประกอบของเครื่องผลิตแสงเลเซอร์
กระบอกทับทิมนี้ บรรจุอยู่ในท่อแก้วซึ่งบรรจุตัวระบายความร้อน (coolant) ซึ่งอาจใช้ไนโตรเจนเหลว รอบท่อแก้วมีหลอดเรืองแสงเซนอนขดอยู่โดยรอบ ซึ่งให้แสงสีเขียวเป็นห้วงๆ (flash)
แผนภาพเปรียบเทียบลักษณะของการปล่อยพลังงาน
แผนภาพเปรียบเทียบลักษณะของการปล่อยพลังงาน
อะตอมของโครเมียมจะดูดแสงสีเขียวจากหลอดเรืองแสง และอิเล็กตรอนจะถูกดันขึ้นไป อยู่ระดับพลังงานสูง เมื่ออิเล็กตรอนบางตัวตกกลับไปยังสภาพปกติมันจะคายพลังงานเป็นแสงสี แดง และจะถูกกระจกเงาสะท้อนมาข้างหน้า ระหว่างทางที่มันผ่าน จะชนอิเล็กตรอน ที่สะสมพลังงานอยู่แล้ว จึงเท่ากับไปกระทุ้งพลังงานให้หลุดจากอิเล็กตรอน แสงที่ส่งออกมาจากอิเล็กตรอนนี้ ยังกระเพื่อมพร้อมกัน (in phase)
และแสงที่เกิดใหม่ก็ยิ่งช่วยกันชนอิเล็กตรอนตัวอื่นๆ เพิ่มขึ้นอีก ทำให้ได้พลังงานจำนวน มากและเข้ม เพราะคลื่นเหล่านี้วิ่งไปในทางเดียวกัน

นอกจากนี้ ยังมีเครื่องทำแสงเลเซอร์ชนิดอื่นๆ อีก เช่น เครื่องที่ใช้ส่วนผสมของก๊าซฮีเลียม และนีออน

คุณสมบัติของเลเซอร์

๑. มีทิศทางเดียว ลำแสงเกิดเป็นเส้นขนาน (directivity or collimation)
๒. มีสีเดียว หรือขนาดความยาวคลื่นอันเดียว (monochromativity or wavelength purity)
๓. ให้กำลังงานสูงสุด (peak power) สูงมาก

เลเซอร์มีสองชนิด คือ ชนิดที่ปล่อยออกมาเป็นห้วงๆ (pulse laser) และชนิดที่ปล่อยออก มาติดต่อกัน (continuous laser)

การใช้งาน

๑. แสงเลเซอร์ชนิดที่ปล่อยออกมาเป็นห้วงๆ ใช้เจาะของแข็ง เช่น เพชร เจาะนำทำอุโมงค์

๒. ใช้แสงเลเซอร์ชนิดที่ปล่อยออมาเป็นห้วงๆ เผาไหม้สารต่างๆ เช่น โลหะ เมื่อต้อง การตกแต่งของบางอย่างที่ต้องการความละเอียดลออ โดยส่องแสงเป็นลำเล็กๆ (เท่าปลายเข็ม) ไปเผาไหม้จุดที่ต้องการตกแต่ง โลหะตรงที่ถูกแสงจะหลอมแล้วระเหยเป็นไอไป หรือใช้เชื่อมโลหะ ที่ต้องการความประณีต

๓. ใช้แสงเลเซอร์ชนิดที่ปล่อยออกมาติดต่อกัน วัดความยาวแบบเดียวกับใช้เรดาร์หาตำแหน่งเรือ

๔. ใช้เป็นตัวนำคลื่นวิทยุ (radio wave carrier)

๕. ใช้เชื่อมเยื่อเรตินาของตา (eye surgery)

เครื่องผลิตแสงเลเซอร์๑ แท่งทับทิม ๒ กระบอกแก้วบรรจุตัวระบายความร้อน๓ ขดลวดไฟเรืองแสงสีเขียว ๔ ทางเข้าของตัวระบายความร้อน๕ ทางออกของตัวระบายความร้อน
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป