anteproyecto: usos del laser

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Trabajo Completo sobre los distintos usos que se le dan al Rayo Láser. Materiales completos para la realizacion de un rayo láser que queme

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IndiceIntroduccin... pag.3Planteamiento del Problema.pag.4Objetivo General....pag.5Objetivos Especficos....pag.5Justificacin.pag.6Limitaciones.pag.6Revisin Bibliogrfica.pag.7Hiptesis.pag.8Variables...pag.14Diseo de la Investigacin..pag.14Tcnicas Empleadas.pag.14Instrumentos de Medicinpag.15Materiales a Utilizar.pag.15Definicin de Trminos..pag.15Resultadospag.18Anlisis de Resultados...pag.18Limitaciones.pag.18Conclusionespag.19Bibliografa....pag.20Anexos...pag.21Introduccin

En este trabajo se realiza un estudio acerca del lser en cuanto a sus aplicaciones en algunas ramas de la ciencia. Es nuestro objetivo dejar claro la importancia que tiene el lser en sus distintas aplicaciones, pues se ha convertido en un factor determinante en la realizacin de determinados procesos industriales con una extremada calidad y precisin, siendo muy usados en estos tiempos. El lser es una herramienta muy til para el procesamiento de materiales, este permite realizar soldaduras, cortes, y procesos quirrgicos de una forma verdaderamente eficiente y ms rpida que los mtodos convencionales ya que es fcil su control automtico.

Planteamiento del Problema

El rayo lser es un sistema de amplificacin de la luz que produce rayos coincidentes de enorme intensidad, los cuales presentan ondas de igual frecuencia que siempre estn en fase.Como este rayo producido es coincidente, puede ser utilizado para llevar cualquier tipo de seal, ya sea msica (como en los discos compactos), voz humana, una imagen de televisin, etc.El rayo lser tiene un gran importancia en la medicina siento empleado cada vez ms en operaciones oftalmolgicas, ginecolgicas, entre otras.Sin embargo no es esto lo que se conoce comnmente como rayo lser, teniendo la mayora de las personas un concepto errado de este relacionndolo ms hacia temas ficticios que a lo que en realidad sera un instrumento realmente til y evolutivo tanto en aspectos mdicos como su papel en la tecnologa hoy en da.Al nombrar un rayo lser lo primero que se le viene a la mente a un gran porcentaje de personas es lo que comn mente se ve en pelculas ficticias muy alejadas de lo que es realidad, pues no se piensa directamente en una operacin quirrgica donde se emplee este o una maquinaria que use tecnologa lser.El lser es un instrumento complejo y que tiene distintos tipos, emplendose en distintas tareas que es de importancia conocer pues cada da su uso va en aumento.Objetivo General

Explicar y dar conocer los distintos usos y aplicaciones del rayo lser.

Objetivos Especficos

Determinar la importancia del rayo lser en su empleo en la medicina. Explicar el uso del rayo lser en la tecnologa actual y las visiones futuras identificar el origen del lser y su importancia hoy en da

JUSTIFICACIN

Este proyecto ser realizado con el propsito de informar y dar a conocer los distintos aspectos que rodean la complejidad de un rayo lser y sus distintos usos y aplicaciones pues muchas personas no conocen realmente el significado de este y lo que es capaz de hacer pues siendo este un instrumento til y de gran utilidad en l medicina y computacin actual es importante tener conocimientos bsicos y profundos de lo que es y lo que puede hacer.

Este proyecto explicara los distintos tipos de lser y los usos que se emplean en cada uno de ellos y cmo influye en distintas reas de estudio.

LIMITACIONES

El proyecto fue realizado en Valera Estado Trujillo exactamente en la calle 9 entre avenidas 12 y 13. El proyecto fue realizado con un tiempo estimado 2 a 3 meses junto a l elaboracin del lser y dems puntos tratar

Revisin Bibliogrfica

El primer lser fue uno de rub y funcion por primera vez el 16 de mayo de 1960. Fue construido por Theodore Maiman. El hecho de que sus resultados se publicaran con algn retraso en Nature, dio tiempo a la puesta en marcha de otros desarrollos paralelos. Por este motivo, Townes y Arthur Leonard Schawlow tambin son considerados inventores del lser, el cual patentaron en 1960. Dos aos despus, Robert Hall inventa el lser generado por semiconductor. En 1969 se encuentra la primera aplicacin industrial del lser al ser utilizado en las soldaduras de los elementos de chapa en la fabricacin de vehculos y, al ao siguiente Gordon Gould patenta otras muchas aplicaciones prcticas para el lser.El 16 de mayo de 1980, un grupo de fsicos de la Universidad de Hull liderados por Geoffrey Pert registran la primera emisin lser en el rango de los rayos X. Pocos meses despus se comienza a comercializar el disco compacto, donde un haz lser de baja potencia "lee" los datos codificados en forma de pequeos orificios (puntos y rayas) sobre un disco ptico con una cara reflectante. Posteriormente esa secuencia de datos digital se transforma en una seal analgica permitiendo la escucha de los archivos musicales. En 1984, la tecnologa desarrollada comienza a usarse en el campo del almacenamiento masivo de datos. En 1994 en el Reino Unido, se utiliza por primera vez la tecnologa lser en cinemmetros para detectar conductores con exceso de velocidad. Posteriormente se extiende su uso por todo el mundo.Ya en el siglo XXI, cientficos de la Universidad de St. Andrews crean un lser que puede manipular objetos muy pequeos. Al mismo tiempo, cientficos japoneses crean objetos del tamao de un glbulo rojo utilizando el lser. En 2002, cientficos australianos "teletransportan" con xito un haz de luz lser de un lugar a otro. Dos aos despus el escner lser permite al Museo Britnico efectuar exhibiciones virtuales. En 2006, cientficos de la compaa Intel descubren la forma de trabajar con un chip lser hecho con silicio abriendo las puertas para el desarrollo de redes de comunicaciones mucho ms rpidas y eficientes. Concepto: Es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecnica cuntica, la emisin inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente. La coherencia espacial se corresponde con la capacidad de un haz para permanecer con un pequeo tamao al transmitirse por el vaco en largas distancias y la coherencia temporal se relaciona con la capacidad para concentrar la emisin en un rango espectral muy estrecho.

Hiptesis

Al producir una estimulacin de radiacin, se generar una emisin de luz coherente (lser).APLICACIONES DEL LSERDebido a las propiedades particulares del haz de radiacin luminosa con su gran potencia concentrada (el lser), hacen de l una herramienta ideal en muchas aplicaciones donde se precise de una fuente controlada y localizada de energa. Si a este factor diferenciador inicial se le suma la facilidad para su control automtico y regulacin, se observa cmo se ampla el campo de utilizacin a otros usos en los que la precisin, la minimizacin de daos colaterales y la menor modificacin de la caractersticas del material circundante y de sus dimensiones son importantes. De ah el amplsimo rango de aplicaciones.

APLICACIONES A LA MEDICINAEl lser en la medicina es cada vez ms usado al actuar muy selectivamente sobre la lesin, daando mnimamente los tejidos adyacentes. Por eso produce muy pocos efectos secundarios en cuanto a destruccin de otro tejido sano de su entorno e inflamacin, as como presentar una esterilizacin completa al no ser necesario instrumental quirrgico. En la dermatologa, stos pueden eliminar casi todos los defectos de la piel bajo anestesia local. En oftalmologa son utilizados los lseres de excmero, que eliminan capas submicromtricas de la crnea, modificando su curvatura. El ojo es transparente a la luz entre aproximadamente 0.38 y 1.4. A menores longitudes de onda el cristalino y la crnea absorben la radiacin y a mayores longitudes de onda son las molculas de agua presentes en el ojo las que absorben la luz. Por medio de radiacin lser (en este caso con lser de argn ionizado) es posible en la actualidad tratar casos de desprendimiento de retina. Como se muestra en la figura 12, el haz lser es focalizado en la retina por el propio cristalino del paciente. Los lseres de He-Ne han sido utilizados con xito en dermatologa para el tratamiento de manchas en la piel, o como auxiliares para estimular la regeneracin de tejido en cicatrices.APLICACIONES A LA COMPUTACINAplicaciones ms cotidianas de los sistemas lser son, por ejemplo, el lector del cdigo de barras, el almacenamiento ptico y la lectura de informacin digital en discos compactos (CD) o en discos verstiles digitales (DVD), que se diferencia en que stos ltimos utilizan una longitud de onda ms corta (emplean lser azul en vez de rojo). Otra de las aplicaciones son las fotocopiadoras e impresoras lser, o las comunicaciones mediante fibra ptica. Las aplicaciones para un futuro prximo son los ordenadores cunticos u pticos que sern capaces de procesar la informacin a la velocidad de la luz al ir los impulsos elctricos por pulsos de luz proporcionados por sistemas lser; muchos de los componentes electrnicos que tienen en su estructura las computadoras, como por ejemplo resistencias, en las cuales es necesario volatilizar muy pequeas cantidades de material para fabricar resistencias de muy alta precisin.

APLICACIONES A LA HOLOGRAFAEn la holografa, las ondas se solapan en el espacio o se combinan para anularse (interferencia destructiva) o para sumarse (interferencia constructiva) segn la relacin entre sus fases. Debido a la relacin especial entre los fotones del haz del lser, los lseres son considerados el mejor ejemplo conocido de efectos de interferencia representados en los interfermetros y hologramas. La holografa es utilizada para proporcionar imgenes en tres dimensiones. Tambin es utilizada como sistema de seguridad en las tarjetas de crdito.

APLICACIONES A LA INGENIERIA MECANICAEn el mundo industrial se han producido avances sustanciales en el desarrollo e implantacin de tecnologas lser en todo tipo de materiales.Dentro del procesado de materiales, el lser es utilizado en todas las ramas (corte, soldadura, marcado microscpico, etc.) al poder ser empleados en casi todos los materiales y tener una muy buena respuesta en el mecanizado. Se utiliza para:Realizar Soldaduras.Tratamientos superficiales como:- Endurecimiento o temple.

- Aleacin superficial.

- Recubrimiento superficial.

- Fusin superficial.

SOLDADURA CON LSERUn lser focalizado se puede emplear en una amplia variedad de procesos de soldadura, entre los que la ms tradicional es la de materiales metlicos. La soldadura por lser puede realizarse de dos formas diferentes:

- Por conduccin: la profundidad de la zona fundida, inicialmente superficial, aumenta en funcin de la conductividad trmica y de la distribucin de la intensidad de la radiacin. Este tipo de soldadura se emplea en la unin de lminas delgadas.

- Por penetracin profunda: en este tipo de soldadura se consigue desplazar la zona de mayor temperatura por debajo de la superficie del material, alcanzndose un mayor rendimiento. El material fundido se desplaza hasta la superficie por accin del vapor recalentado y se mantiene all por efectos combinados de gravedad, viscosidad y tensin superficial, lo que favorece la formacin de un cordn de soldadura que aporta excelentes caractersticas mecnicas a la pieza.

CORTE MEDIANTE LSEREn el corte mediante lser se utiliza la radiacin procedente de la fuente lser para calentar la pieza hasta alcanzar la temperatura de fusin, al tiempo que una corriente de gas a presin arrastra el material fundido. La utilizacin del lser en este campo ofrece muchos aspectos positivos. El haz lser focalizado sobre la pieza tiene unas dimensiones mnimas, de modo que acta como una herramienta puntual. Por tanto, la zona afectada trmicamente es muy limitada, lo que evita la aparicin de distorsiones en piezas que pueden tener contornos muy complejos. El corte por lser se puede realizar sobre chapas finas de metal, madera, plstico, tela o cermica en fin sobre diversos materiales, desde acero a corcho, pasando por materiales plsticos, etc.Las ventajas que ofrece el lser sobre las tcnicas convencionales en este tipo de utilizaciones son las siguientes:

- Mejor aprovechamiento del material, debido a que la anchura del surco generado es mnima.- Las paredes de corte son perpendiculares a la pieza y paralelas entre s.- La pieza cortada no precisa ningn tratamiento ni limpieza posteriores.- Se pueden realizar cortes en cualquier direccin.- El proceso es altamente flexible y automatizado.- No se precisan cambios de herramienta, lo que aumenta la flexibilidad y eficiencia de los equipos.Dentro de este campo, podemos destacar las siguientes aplicaciones innovadoras:- Corte de materiales innovadores (Titanio y plstico).- Corte de vidrio.

Variables

-Variable independiente: Radiacin.-Variable dependiente: luz (laser).

Diseo de la investigacin

Es la estrategia general que adopta el investigador para responder al problema planteado.En esta investigacin se aplicara un diseo experimental por cuanto se pretende demostrar que los cambios en la variable dependiente son causados por la variable independiente.

Tcnicas empleadas

Es el procedimiento o forma particular de obtener datos o informacin.En esta investigacin se aplicara la tcnica de observacin que consiste en visualizar en forma sistemtica, cualquier hecho, fenmeno o situacin que se produzca en la naturaleza o en la sociedad.

Instrumentos de medicin

Se utilizar un cuaderno de notas, cmara fotogrfica y de video.

Materiales a utilizar

- regulador de tensin LM 317- 1 resistencia de 5 - 1 resistencia variable de 100 - 1 condensador electroltico de 47 microfaradios 35 voltios- 1 diodo 1N4004 o cualquier otro equivalente.- 1 placa de pruebas Protoboard Definicin de Trminos

-Mser: Un mser es un amplificador de microondas por la emisin estimulada de radiacin.

-Radiacin: El fenmeno de la radiacin consiste en la propagacin de energa en forma de ondas electromagnticas o partculas subatmicas a travs del vaco o de un medio material.-mecnica cuntica: La mecnica cuntica puede explicar la existencia del tomo y revelar los misterios de la estructura atmica.

-Cinemmetro: Un cinemmetro es un dispositivo diseado para medir en tiempo real, la velocidad de un mvil.

-Lser: Es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecnica cuntica, la emisin inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente.

-Espectroscopia: Es una tcnica instrumental ampliamente utilizada por los fsicos y qumicos para poder determinar la composicin cualitativa y cuantitativa de una muestra, mediante la utilizacin de patrones o espectros conocidos de otras muestras.

-Interferometra: Tcnica fsica que se basa en los fenmenos de interferencia entre ondas para obtener mediciones.

-Resistencia: Oposicin que presenta un conductor al paso de la corriente elctrica.

-Distancimetro: Es un instrumento electrnico de medicin que calcula la distancia desde el dispositivo hasta el siguiente punto al que se apunte con el mismo. Existen 2 tipos de acuerdo a su mtodo de medicin: snicos y por lser. -Cinemmetros: Instrumento para medir la velocidad.

-Radiacin: Emisin de radiaciones luminosas, trmicas, magnticas o de otro tipo

-Diodos Laser: Usados en punteros lser, impresoras lser, y reproductores de CD, DVD, Blu-Ray, HD-DVD. -Luz: Forma de energa que ilumina las cosas, las hace visibles y se propaga mediante partculas llamadas fotones.

-Rayo: Porcin de cualquier forma de energa radiante que se propaga en lnea recta.

-Regulador de Tencin: es un dispositivo electrnico diseado para mantener un nivel de tensin constante.

Resultados

- Se logr explicar de manera clara y simple el concepto del rayo lser.- se demostr los diferente usos y aplicaciones del rayo lser en distintos campos, explicando la funcin de el mismo.- se demostr a travs de un experimento la funcionalidad del lser.

Anlisis de Resultados

Pudimos explicar de forma clara las diferentes funciones del rayo lser gracias a la utilizacin del experimento que demuestra el funcionamiento del mismo. Y como a partir de all se realizan distintos procesos para ser utilizado en otras ramas y cumplir otras funciones. De esa forma se logra tener el resultado esperado.

Limitaciones

Falta de actualizacin de informacin por parte de los expertos en la rama. Complejidad al momento de conseguir los materiales empleados en el experimento.

Conclusiones

Las aplicaciones cientficas del lser son muy variadas, las mismas se pueden encontrar como hemos visto ya, en cualquier sector de la sociedad actual. Estas incluyen campos tan dispares como la electrnica de consumo, las tecnologas de la informacin (informtica), anlisis en ciencia, mtodos de diagnstico en medicina, as como el mecanizado, soldadura o sistemas de corte en sectores industriales y militares.

Por tanto las tareas desempeadas por los lseres van de lo mundano a lo esotrico si bien comparten un elemento comn: son difciles o totalmente imposibles con cualquier otro instrumento. Aunque por lo general los lseres son aparatos relativamente caros existe un incremento elevado de su utilizacin a nivel mundial, debido a su propiedad de suministrar la forma y la cantidad de energa requerida en el lugar deseado.

Bibliografa

-http://www.um.es/LEQ/laser/index.htm-http://html.rincondelvago.com/rayo-laser.html-http://www.efisioterapia.net/articulos/accesible.php?id=179

Anexos

Anexos