Šviesa kaip informacijos nešėja

Kaip visi žinome, šviesa yra labai svarbi priemonė Visatos tyrinėjimui. Šviesos spalva, kurią matome, suteikia mums svarbių duomenų. Nuo pat pradžių galime atskirti matomus daiktus pagal jų spalvas.
Diskusija apie šviesos kilmę ir jos sandarą glumino filosofus nuo pat istorijos pradžios. Kiekvienas ankstyvasis filosofas rašė savo nuomonę apie šviesos prigimtį. Tik XVII amžiuje moderniosios mokslo raida leido šią temą nagrinėti šiuolaikiškai, remiantis matematine teorija.
Žinome, kad dalykai egzistuoja kaip dalelės (iš jų sudaryta materija) ir kaip bangos (tai gerai žino jūreiviai ir muzikantai...), tad turime suprasti, ar šviesa sudaryta iš dalelių, ar iš bangų.
Isaacas Newtonas, remdamasis spindulių egzistavimu ir jų tiesiomis trajektorijomis, teigė, kad šviesa sudaryta iš skirtingų materijos dalelių (po vieną kiekvienai spalvai), kurios išspinduliuojamos iš materijos. Lūžis tuomet aiškinamas jėgomis, kurios veikia šviesos daleles jų perėjimo per dviejų terpių ribą metu.
Priešingai, Christiaanas Huygensas savo veikale Traitè de la Lumiére (Traktatas apie šviesą) rašė, kad šviesa sudaryta iš bangų, kurios sklinda labai plona ir ypatinga medžiaga, vadinama eteriu, esančia visatoje. Eteris – tai elastinga terpė, sudaryta iš labai lengvų materijos dalelių. Ši idėja leido jam paaiškinti šviesos savybes (lūžį, interferenciją, difrakciją, spalvas) labai panašiai kaip gerai žinomas garso savybes. Kaip galime turėti skirtingus garsus dėl skirtingų oro/vandens/skysčio trikdžių bangos ilgių, taip dėl skirtingų eterio trikdžių bangos ilgių galime matyti skirtingas spalvas.
Huygenso banginės teorijos sėkmė aiškinant šviesos reiškinius paskatino mokslinę bendruomenę priimti jo teoriją ir atidėti į šalį korpuskulinę šviesos teoriją.
Elektrinių ir magnetinių reiškinių tyrimų raida leido Jamesui Clerkui Maxwellui suprasti, kad šviesa yra elektrinis ir magnetinis reiškinys. Jo požiūriu, šviesa yra banga, sklindanti erdve, kurią perneša ta plona medžiaga, vadinama eteriu.
XX a. pradžioje fizikai nustatė, kad kartais šviesa sąveikauja su materija nenutrūkstamai kaip banga, o kartais diskretiškai kaip dalelė arba energijos paketas, kvantas. Fotoelektrinis efektas, Comptono efektas ir juodojo kūno spinduliuotė yra keletas šių reiškinių. Šių efektų paaiškinimas atsirado vystantis kvantinei mechanikai.
LASER (šviesos stiprinimas stimuliuota spinduliuote) efekto atradimas yra dar viena kvantinės mechanikos pasekmė, kuri, galbūt, yra sėkmingiausia fizikos teorija.
Šio tyrimo tikslas – skatinti susidomėjimą tema, kuri puikiai tinka tarpdisciplininiam požiūriui STEM srityje, per lazerinės technologijos pagrindų atradimą ir didinti smalsumą tema, kurios tyrimai yra pažangiausi ir turi svarbių pasekmių visose šiuolaikinio gyvenimo srityse, įskaitant gerovę ir sveikatą per diagnostikos ir chirurgines taikymo sritis.

Lazerinės technologijos kūrimo ir taikymo pažinimą sustiprina papildytos realybės užduotis „Lazerinė technologija ir medicininės taikymo sritys“, sukurta naudojant Delightex Studio – Spaces (Marker). Ši AR patirtis veda mokinius per penkias interaktyvias scenas: trijų lygių atomines sistemas su populiacijos inversija, stimuliuotą emisiją ir fotonų stiprinimą, optinės ertmės projektavimą su veidrodžiais ir medicininius lazerio taikymus (CO2, Argonas, Nd:YAG). Šeši integruoti testai suteikia momentinį grįžtamąjį ryšį, leidžiantį mokiniams vizualizuoti nematomus kvantinius procesus ir susieti atomų fiziką su klinikine praktika.