Лазерные технологии

Задача 1

Для того, чтобы в квантовом оптическом генераторе – лазере – включился режим генерации когерентного излучения, необходимо создать в системе атомов \textit{инверсную заселенность уровней}, при которой заметная часть электронов будет находиться не в \textit{основном} (наинизшем по энергии) состоянии, а в \textit{возбужденном} (с более высокой энергией). Для этого, естественно, требуется сообщить этой системе атомов энергию. Как специалисты по лазерным системам называют процесс сообщения этой энергии? Выберите из предложенных вариантов правильный и укажите его номер в качестве ответа.

1. «прокачка».

2. «закачка».

3. «энергоснабжение».

4. «накачка».

5. «инверсирование».

6. «питание».

Задача 2

Если длина волны излучения больше размеров некоторого объекта, то с помощью этого излучения невозможно изучить форму объекта. Примем в рамках данного вопроса, что для изучения структуры кристалла с периодом 0{,}3 нм необходимо использовать излучение с длиной волны в 10 раз меньше. Какова должна быть частота генерации квантового генератора (ясно, что это уже не оптический диапазон) для такого исследования? Скорость света считайте равной 3 \cdot 10^8 м/с. В ответе запишите порядок величины в Гц (то есть запишите его в форме 10^x , и в ответе укажите x .)

Задача 3

Допустим, что в некоторой звездной системе звезда имеет точно такую же массу, как Солнце, и вокруг нее вращается одна планета – с точно такой же массой, как Земля, по точно такой же орбите. Астроном из другой системы хочет обнаружить наличие планеты по колебаниям частоты излучения атомов водорода в фотосфере звезды из-за того, что она вращается вместе с планетой вокруг их общего центра масс. Изменение частоты источника (доплеровский сдвиг) из-за его движения вычисляется по формуле \Delta\nu = \pm \frac{V}{c}\nu , где \nu – частота излучения неподвижного источника, V – скорость источника по лучу зрения, c – скорость света в вакууме (примерно 3 \cdot 10^8 м/с), знак «плюс» отвечает приближению источника к наблюдателю, «минус» – удалению от наблюдателя. Пусть для надежного обнаружения колебания звезды точность измерения частоты излучения астрономом не должна превышать \delta\nu = 0{,}1 \cdot \Delta\nu . Найдите максимальную допустимую относительную ошибку измерения частоты \frac{\delta\nu}{\nu} . Считайте известным, что Земля движется по своей орбите со скоростью 30 км/с, а масса Солнца больше массы Земли примерно в 333 тысячи раз. Ответ дайте в миллиардных долях процента (то есть необходимо записать \left( \frac{\delta\nu}{\nu} \right)_{\max} = x \cdot 10^{-11} , и в ответе указать x ).

Задача 4

Выберите в приведенном ниже списке все медико-технологические задачи, решаемые методами современной лазерной литографии:

1. Изготовление биомоделей мозга конкретного пациента для подготовки нейрохирурга к операции.

2. Изготовление бионейтральных имплантов для протезирования, не вызывающих реакции отторжения организмом пациента.

3. Изготовление биосовместимых имплантов, способных практически полностью заменять протезируемый орган в организме пациента.

4. Изготовление полимерных матриц-носителей клеточных культур для ускорения регенерации тканей в организме пациента.

5. Изготовление \textit{биодеградируемых скаффолдов} – искусственных подложек для развития клеточных культур трансплантанта в нейрохирургии, которые «рассасываются» в организме после выполнения задачи.

6. Лазерная печать тканей для трансплантологии.

В ответе укажите номера всех решаемых задач в порядке возрастания, не разделяя пробелами и знаками препинания, например: 134.