الليزر: كيف تم اختراعه وما هي أبرز استخداماته حالياً؟

الليزر حل يبحث عن مشكلة.. يقطع الماس، ويصل إلى القمر، وتنبأ به أينشتاين كخيال.. تعرفوا معنا في هذا الفيديو على قصة اختراع الليزر وأبرز الاستخدامات له في الوقت الحالي، وكيف تغيرت شكل الحياة على الأرض بعد اختراع الليزر.

نظريات أينشتاين عن الليزر

اختراع الليزر هو تضخيم وتقوية الضوء من خلال الانبعاثات المحفزة للإشعاع، وقد ناقش ألبرت أينشتاين في عام 1917 م نظريات التماسك المتعلقة بالموجات ذات العلاقة المستمرة، والانبعاثات المحفزة النشطة، ولكنها لم تقدم إلا كنظريات تخيلية فقط,

ولم يصف ألبرت أينشتاين أبداً في كتاباته الجهاز الذي يمكن أن يحقق تلك الانبعاثات المحفزة.

تحقيق تشارلز تاونز الانبعاثات المحفزة باستخدام الميكروويف

وكان هذا هو الحال حتى عام 1954 م عندما حقق الفيزيائي الأمريكي تشارلز تاونز، الفائز بجائزة نوبل، الانبعاثات المحفزة باستخدام الميكروويف.

ومع ظهور دليل على أن الانبعاثات المحفزة للضوء ممكنة، فقد تسابق العلماء في جميع أنحاء العالم لإنتاج الليزر للتشغيل.

وفي عام 1958 م قدم تاونز ورقة بدراسة متطلبات أشعة الليزر، وفي الوقت نفسه صمم الفيزيائي الأمريكي غوردون جولد نموذج الليزر الخاص بالتشغيل.

ونظراً لسوء التفاهم في مكتب براءات الاختراع، لم يقدم جولد طلباً للحصول على براءة الاختراع الخاص بتصميمه.

وقد تسلم تاونز في نهاية المطاف براءة الاختراع.

تصميم جهاز الليزر الأولى الخاص بالتشغيل

ولكن ثيودور ميمان هو الذي حصل على شرف اختراع الليزر.. ففي عام 1960 م، صمم ميمان الليزر الأولي الخاص بالتشغيل في الولايات المتحدة.

وبمجرد الإعلان عن اكتشاف الليزر، أقدم الكثير على استخدامه وتجربة لقوته وإمكانياته.

تم تركيز الليزر من خلال عدسة على قطعة من الماس، وهو أشد الأحجار صلابة في الأرض، فقطعها شعاع الليزر بدقة مطلقة.

إرسال شعاع ليزر إلى سطح القمر

ومن أجل إرضاء فضول العلماء، تم توجيه حزمة من أشعة الليزر إلى القمر لقياس شدة تماسك الأشعة.

وكانت المفاجأة أنه بالفعل قد وصل إلى سطح القمر.

الليزر لحساب المسافة بين الأرض والقمر

وبالفعل تم الإعتماد على الليزر في برنامج أبولو الفضائي في عام 1969 م لحساب المسافة بين الأرض والقمر باستخدام عواكس لإعادة إرسال شعاع الليزر إلى الأرض.

دخول الليزر مجالات الصناعة المختلفة

ويُستخدم الليزر صناعياً في الوقت الحالي في مجموعة واسعة من المنتجات، مثل الأقراص المدمجة والرقائق الذكية، وأعمال التصوير المجسم، وأيضاً في عمليات معالجة المواد كالنقش والقطع و الحفر وصك العملات.

مجال الطب والجراحات الليزرية

كما بدأ استخدم الليزر بانتظام لإجراء العمليات الجراحية القصيرة، حيث لا حاجة هناك إلى التخدير مثل العمليات الجراحية الأخرى الدقيقة.

ومن الأمثلة على عمليات الليزر بدون تخدير تلك التي تتم في العين، حيث يتم إصلاح شبكية العين المنفصلة، وأيضاً عمليات إزالة المياه البيضاء، كما أنه يُستخدم لإزالة علامات الولادة من الجلد وإزالة التجاعيد وإعادة فتح الشرايين المسدودة وسد الأوعية الدموية لمنع النزيف.

واليوم لم تعد تقنية الليزر منحصرة في قطاع الطب والعلوم فقط، بل هي موجودة في كل مكان حولنا، فنجد الليزر يُستخدم في المحلات أيضاً لقراءة الباركود.