Elétrons e suas aplicações

Solda na qual a continuidade é interrompida por espaçamentos sem solda.

• O elétron (do grego ήλεκτρον, elétron , "âmbar"), geralmente representado como e-, é uma partícula subatômica que circunda o núcleo atômico, identificada em 1897 pelo inglês John Joseph Thomson. Subatômica e de carga negativa, é o responsável pela criação de campos magnéticos e elétricos.

No modelo padrão ele é um lépton, junto com o muon, o tau e os respectivos neutrinos. O elétron foi proposto como partícula subatômica por J. J. Thomson em 1897. A carga do elétron é de -1,60217733 ×10-19 C, e a sua massa é de 9,1093897 ×10-31 kg, ou 511,0 keV/c². Normalmente, em física nuclear, a carga do elétron é definida como sendo uma unidade. No ponto de vista da física Quântica, o elétron pode ser concebido como uma onda estacionária.

• É o número de elétrons de um átomo que define a sua carga, sendo que um número de elétrons igual ao número de prótons origina uma partícula eletricamente neutra. Nas escalas de distâncias dos átomos o comportamento da partícula é regido pela mecânica quântica, segundo a qual os elétrons ficam "espalhados" pela maior parte do átomo, numa área denominada "nuvem eletrônica". Por outro lado, o núcleo que comporta a carga positiva do átomo está localizado no centro deste.

O elétron, além de interagir com outras partículas pela força electromagnética, também interage pela força nuclear fraca, onde normalmente vem acompanhado do seu neutrino associado. Sua antipartícula é o pósitron, com a mesma massa, mas carga positiva.

Considerações gerais:

• Os elétrons apresentam uma carga elétrica muito pequena e seu movimento gera corrente elétrica. Visto que os elétrons das camadas mais externas de um átomo definem as atrações com outros átomos, estas partículas possuem um papel importante na química.

História e descobrimento do elétron:

• A existência do elétron foi postulada por G. Johnstone Stoney, como uma unidade de carga no campo da eletroquímica. O elétron foi descoberto por Thomson em 1897 no Laboratório Cavendish, da Universidade de Cambridge, enquanto estudava o comportamento dos raios catódicos. Influenciado pelo trabalho de Maxwell e o descobrimento dos raios X.

"O Tubo de Raios catódicos de J.J. Thomson". O tubo de raios catódicos é semelhante ao tubo de imagem de um aparelho de televisão. Partículas carregadas (hoje conhecidas como elétrons) são emitidas por um filamento aquecido em uma das extremidades de um tubo evacuado e aceleradas por uma diferença de potencial elétrico (V). Depois de passarem por uma fenda em um anteparo, formam um feixe estreito. Em seguida, passam por uma região onde existem dois campos cruzados e atingem uma tela fluorescente, onde produzem um ponto luminoso (na televisão os pontos são parte da imagem). 

• As Forças a que o elétron é submetido na região de campos cruzados podem desviá-lo do centro da tela. (como o sentido da deflexão depende do sinal da carga das partículas, Thomson foi capaz de provar que as partículas responsáveis pelo ponto luminoso na tela tinham carga negativa). Thomson também afirmou que essas partículas estavam presentes em todas as formas de matéria e também eram mais de 1000 vezes mais leves que o átomo mais leve conhecido (hidrogênio).

Ainda que Stoney haja proposto a existência do elétron, foi Thomson quem descobriu seu caráter de partícula fundamental. Para confirmar a existência do elétron, era necessário medir suas propriedades, em especial a sua carga elétrica. Este objetivo foi alcançado por Millikan, através da célebre experiência da gota de azeite, realizada em 1909.

• George Paget Thomson, filho de J.J. Thomson, demonstrou a natureza ondulatória do elétron, provando a dualidade onda-corpúsculo postulada pela mecânica quântica. Esta descoberta lhe valeu o Prêmio Nobel de física de 1937.O spin do elétron foi observado pela primeira vez pela experiência de Stern-Gerlach. Sua carga elétrica pode ser medida diretamente através de um eletrômetro e a corrente gerada pelo seu movimento com um galvanômetro.

Classificação dos elétrons:

• O elétron é um tipo de partícula subatômica denominada lépton, acreditando-se que é uma das partículas fundamentais, isto é, que não pode ser dividida em constituintes menores.

A palavra "partícula" não é totalmente correta, porque a mecânica quântica nos indica que os elétrons, em determinadas condições, se comportam como uma onda, fato que ocorre na experiência de dupla fenda. Esta propriedade é denominada dualidade onda-corpúsculo.

Propriedades e comportamento dos elétrons:

• O elétron tem uma carga elétrica negativa de −1.6 × 10−19 coulomb e uma massa de 9.10 × 10−31 kg (0.51 MeV/c²), que é aproximadamente 1/1836 da massa do próton.O elétron tem um spin 1/2, implicando que é um férmion, ou seja, que se pode aplicar-lhe a estatística Fermi-Dirac.

Ainda que a maioria dos elétrons faça parte da constituição dos átomos, existem aqueles que se deslocam independentemente pela matéria ou aqueles que se deslocam juntos, formando um feixe de elétrons no vácuo. Em alguns supercondutores os elétrons se movem em pares.Quando os elétrons que não fazem parte da estrutura do átomo se locomovem e existe um fluxo deles numa determinada direção, este fluxo é chamado de corrente elétrica.

• A eletricidade estática não é um fluxo de elétrons. É mais correto denominá-la de "carga estática". Esta carga é causada por um corpo cujos átomos apresentam mais ou menos elétrons que o necessário para equilibrar as cargas positivas dos núcleos dos seus átomos. Quando existe um excesso de elétrons, diz-se que o corpo está carregado negativamente. Quando existem menos elétrons que prótons, o corpo está carregado positivamente. Se o número total de prótons e elétrons é equivalente, o corpo está num estado eletricamente neutro. Os elétrons e os pósitrons podem aniquilar-se mutuamente, produzindo fótons, assim como, de maneira inversa, fótons de alta energia podem transformar-se em elétrons e pósitrons.

O elétron é uma partícula elementar; isso significa que não apresenta uma subestrutura - pelo menos não foi comprovado até agora. Por isso, pode ser representado por um ponto, ou seja, sem extensão espacial. Entretanto, nas cercanias de um elétron, pode-se medir variações na sua massa e na sua carga elétrica. Este é um efeito comum a todas as partículas elementares: a partícula influi nas flutuações do vácuo que o cerca, de forma que as propriedades observadas de maior distância são a soma das propriedades da partícula mais as causadas pelo efeito do vácuo que a rodeia.

• Existe uma constante física chamada raio clássico do elétron, com um valor de 2.8179 × 10−15 metros. É preciso considerar que este é o raio que se pode aferir a partir da carga do elétron descrito sob o ponto de vista da eletrodinâmica clássica, não da mecânica quântica. Esta constante baseia-se num conceito desfasado, porém útil para alguns cálculos.

Elétrons no universo:

• Acredita-se que o número total de elétrons que caberiam no universo conhecido é da ordem de 10130.

Elétrons na vida cotidiana:

• A corrente elétrica que abastece com energia as nossas casas é proveniente de elétrons em movimento. O tubo de raios catódicos de um televisor se baseia num feixe de elétrons no vácuo que é desviado por campos magnéticos para atingir uma tela fosforescente. Os semicondutores são utilizados em dispositivos tais como os transístores.

Elétrons na indústria:

• Feixes de elétrons são utilizados em solda.

Elétrons em laboratório:

• O microscópio eletrônico, que utiliza feixes de elétrons no lugar de fótons, permite ampliar até 500.000 vezes os objetos. Os efeitos quânticos do elétron são a base do microscópio de efeito túnel, que permite estudar a matéria em escala atômica.

Os elétrons e a teoria:

• Na mecânica quântica, o elétron é descrito pela equação de Fermi-Dirac. No modelo padrão da física das partículas, forma uma dupla com o neutrino, visto que ambos interagem de forma fraca. O elétron tem os padrões massivos adicionais múon e tau.

O equivalente do elétron na antimatéria, sua antipartícula, é o pósitron, que tem a mesma quantidade de carga elétrica que o elétron, mas positiva. O spin e a massa são iguais no elétron e no pósitron. Quando um elétron e um pósitron colidem, acontece a aniquilação mútua, originando-se dois fótons de raios gama com uma energia de 0,500 Mev cada um.

• Os elétrons são um elemento chave no eletromagnetismo, uma teoria adequada desde um ponto de vista clássico, aplicável a sistemas macroscópicos. A maioria das pessoas enxerga o átomo como um sistema planetário, no qual a estrela representa o núcleo, e os planetas, os elétrons seguindo órbitas bem definidas (foto: Don Pezzano – CC 2.0 BY-NC-SA

Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido, também conhecida como 

soldagem manual a arco elétrico (MMA),foi inventado por Thomas Edson 

e é um  processo manual de soldagem 

Outras Aplicações:

• A óptica é um campo dentro da física que lida não somente com a propagação da luz mas também com a produção da luz e, principalmente, com seus mecanismos de interação com a matéria. É difícil imaginar um campo da ciência onde a óptica não esteja presente. 

Para citar alguns exemplos, temos a astronomia convencional, que só existe devido ao fato dos corpos celestes emitirem luz ou refletirem a luz de outros, e que usa instrumentos ópticos para observações. A engenharia utiliza vastamente a óptica, seja por meio de de instrumentos analíticos ou mesmo nas linhas de produção e controle de qualidade. Nas áreas ligadas à saúde, a óptica tem estado presente de forma bastante marcante.

• A grande aplicabilidade da óptica hoje em dia deve-se, bastante, à existência do raio laser. Funcionando como fonte de luz de características únicas, o laser possui propriedades especiais que o tornam um excelente instrumento de uso científico e tecnológico. Neste artigo queremos explicar como o laser funciona e como ele está conectado com as características básicas da matéria. De fato, antes da invenção do laser, a óptica se preocupava bastante com o desenvolvimento de ferramentas que possibilitassem produzir feixes de luz concentrados e que se propagassem por longas distâncias sem se dispersarem.tudo isto e muito mais.

Conceitos Básicos para Entendermos o Laser:

A Atomística:

• Para que seja possível entendermos o funcionamento do laser, é necessário antes esclarecermos alguns pontos fundamentais, tais como a estrutura atômica e a origem e propagação da luz. Depois disto, estaremos prontos para entender a física do raio laser.A idéia do átomo não é nova. Os sábios antigos consideravam a idéia de uma porção fundamental de matéria.

Imagine se tomarmos um bloco de pedra e nele dermos uma martelada, de modo que se divida em muitos fragmentos. Tomamos agora o menor dos fragmentos e prosseguimos da mesma maneira. Chegaremos então em uma porção de rocha que não mais pode ser dividida, sem perder as propriedades básicas do material. Essa porção, os antigos chamavam de átomo.

• Em torno de 1808, o cientista inglês John Dalton deu um caráter científico à idéia do átomo. As idéias de Dalton a respeito do átomo são bastante exploradas nos cursos de química e física das escolas de primeiro e segundo graus e são bastante conhecidas. Para reuni-las de forma breve, podemos dizer que “todo átomo é uma minúscula partícula material, indestrutível, mantendo massa e dimensão inalteradas; os átomos podem combinar-se produzindo diferentes espécies de matéria”.

O conceito atual de átomo está bastante longe da idéia de Dalton, que via o átomo como uma esfera rígida. Essa definição se enquadra muito bem em determinadas situações, mas tal modelo já não responde corretamente à maioria das perguntas relativas a fenômenos que ocorrem na natureza.Mais tarde, o inglês Ernest Rutherford apresentou um novo modelo para o átomo. As experiências de Rutherford podem ser encontradas em vários livros básicos de química e de física, e deixamos para o leitor a tarefa de se aprofundar nesse assunto. 

• As proposições de Rutherford foram as seguintes: “O átomo deve ser constituído de uma parte central, que foi denominada núcleo. Esse caroço central apresenta uma carga elétrica positiva. O tamanho desse núcleo seria bastante pequeno em relação ao tamanho do átomo (de 10.000 a 100.000 vezes maior)”. Isto quer dizer que, se o núcleo tivesse 1 m de diâmetro, o átomo teria 10 km. 

Façamos então a seguinte pergunta: se o átomo apresenta um núcleo bastante positivo, como então a matéria é neutra? Rutherford respondeu a essa pergunta admitindo que a carga nuclear é equilibrada por partículas de carga negativa, denominadas elétrons. Mas, se esses elétrons estivessem parados, eles seriam atraídos para o núcleo. Foi então proposto um equilíbrio dinâmico para os elétrons: “Os elétrons giram ao redor do núcleo em trajetórias circulares”. Existe no modelo de Rutherford uma contradição, como explica a teoria da eletricidade e do magnetismo, uma carga elétrica em movimento acelerado emite energia. 

• Assim, como os elétrons estão se movendo em torno do núcleo, eles deveriam emitir energia constantemente. Para compensar a diminuição de sua energia, o raio de sua trajetória diminuiria. Isto significa que os elétrons descreveriam uma trajetória em espiral e, ao término sua energia, chocariam-se com o núcleo. 

Isso evidentemente é um absurdo, pois, se assim fosse, a matéria se colapsaria rapidamente e átomos não existiriam.A justificativa para a energia dos elétrons foi dada pelo físico dinamarquês Niels Bohr, que utilizou as idéias básicas de outro físico, Planck. As proposições feitas por Bohr são conhecidas como seus postulados, fornecidos a seguir:

• Os elétrons giram ao redor do núcleo em trajetórias circulares bem definidas e nesse movimento de rotação não há emissão de energia pelos elétrons.
• Quando, de alguma maneira, o elétron passa de uma órbita para outra, ocorre emissão ou absorção de certa quantidade de energia determinada pela expressão D E = h.f onde h é uma constante conhecida como constante de Planck, e f a freqüência da radiação (essa freqüência ficará mais clara quando virmos ondas magnéticas mais adiante). 

A quantidade de energia absorvida ou emitida pelo elétron nas suas transições de órbitas é denominada “fóton”. Assim, quando o elétron que gira em torno do núcleo salta de uma órbita externa para outra interna, ele emite um fóton de energia e, no processo inverso, ele absorve um fóton de energia. A essa mudança de órbita, ou salto, chamamos transição eletrônica.

• Evidentemente, essas idéias de Bohr não surgiram em um estalo de genialidade, mas foram baseadas em uma série de fatos experimentais da época. Esses resultados experimentais eram os espectros de emissão de certos gases, principalmente do gás hidrogênio. Podemos começar ilustrando o que vem a ser o espectro de emissão.

A luz branca contém todas as cores. Ao passar pelo prisma ocorre uma decomposição, que separa a luz branca em suas diversas componentes. Essas várias cores, projetadas em um anteparo, diferenciam-se pelos seus chamados comprimentos de onda, ou frequências. 

• Como, nesse caso,as cores vão passando de uma a outra continuamente, temos o chamado espectro contínuo. Se, em vez da lâmpada, for colocada uma ampola de vidro contendo gás hidrogênio a baixa pressão, o espectro que aparece no anteparo é de linhas claras e espaçadas.Essas linhas discretas que aparecem na decomposição da luz proveniente da ampola de hidrogênio mostram que essa luz é composta apenas de determinados comprimentos de onda, e por isso dizemos que se trata de um espectro discreto. 

Quando um gás a baixa pressão é submetido a alta voltagem através de dois eletrodos, há emissão de elétrons do catodo que são acelerados para o anodo (pólo positivo). Mas, no meio do caminho, esses elétrons emitidos pelo catodo encontram os átomos de hidrogênio contidos na ampola e chocam-se com eles.Como são os elétrons que rodeiam o núcleo, são eles na verdade que se chocam com os elétrons liberados pelo catodo. Nesses choques, o elétron livre transmite energia ao elétron do átomo, que, adquirindo maior energia, pula para outra órbita mais externa. Porém, nessa nova situação, ele estará instável (segundo a ordem natural, ele “não gosta” de ficar nessa órbita).

• Como a nova órbita não é a melhor para ele (a tendência é ficar na órbita mais próxima do núcleo), depois de certo tempo nessa situação o elétron retorna à órbita inicial. Como já vimos, nesse processo de retorno ao nível mais estável há emissão de um fóton, que constitui a radiação que será vista no anteparo. 

Não existe apenas uma órbita externa à qual o elétron pode ir após o choque com o elétron emitido pelo catodo. Várias órbitas são possíveis e, dependendo do choque ser mais forte ou mais suave, o elétron “pulará” para uma órbita mais externa ou menos externa. Quanto mais externa for a órbita, maior energia terá o elétron quando nela estiver. 

• Assim, teremos pulos diferentes quando o elétron voltar, e isto produz radiação com diferentes comprimentos de onda, como é observado no espectro do hidrogênio. Quando o elétron está na órbita mais próxima do núcleo, diz-se que ele está no seu estado fundamental; quando o elétron está em uma de suas órbitas mais externas, diz-se que ele está em um de seus estados excitados. Em cada órbita o elétron tem determinada energia. 

Cada uma será, então, chamada de nível energético que o elétron pode ter, e a ela se atribui um número inteiro (n = 1, 2, 3....), chamado número quântico principal, por ser encontrado por meio de cálculos de um ramo da física denominado Mecânica Quântica. Esse número inteiro n (número quântico principal) caracteriza a energia que o elétron apresenta quando em uma determinada órbita. 

• É importante lembrar que nem sempre é possível ver a radiação emitida no salto do elétron. Às vezes, o comprimento da onda da luz emitida é muito grande ou muito pequeno, fugindo do intervalo da chamada luz visível e, então, nossos órgãos visuais não são capazes de observá-los.

Produção de Luz no Laser:

Até agora foram descritos dois processos básicos de extrema importância.

• Primeiramente, vimos o processo de absorção de um fóton por um sistema atômico, causando a transferência de elétron de um nível de mais baixa energia para um nível de mais alta energia. Em segundo lugar, vimos um processo de emissão espontânea de um fóton pelo sistema atômico, causando a transferência do elétron para um nível de mais baixa energia.

Existe, também, um terceiro processo que pode ocorrer no sistema atômico, tão importante quanto os dois anteriores: a emissão estimulada. A emissão estimulada consiste no seguinte: vamos supor um elétron que esteja em um estado que não é aquele no qual ele tem menor energia (estamos então nos referindo a um estado excitado).

• Esse elétron excitado apresenta uma forte tendência em ir para o nível de mais baixa energia. Porém, sozinho, esse processo é relativamente demorado para acontecer, podendo, no entanto, ser acelerado por um agente externo. Um exemplo disto é a situação tradicional de uma bola em equilíbrio instável, no topo de uma montanha.Com o elétron no seu estado excitado ocorre o mesmo, e o agente externo que causa seu salto para um nível energético menor é justamente outro fóton. 

Assim, um fóton externo estimula o decaimento do elétron excitado e este, ao passar para o estado de mais baixa energia, emite um fóton que emerge do sistema juntamente com aquele que causou a transição. Desse modo, na emissão estimulada, o causador do efeito sai intacto e o fóton gerado é o seu irmão gêmeo. Nesse caso, os dois fótons emergem do sistema juntos, com a mesma energia, propagando-se na mesma direção. Dizemos que eles estão em fase e são fótons praticamente indistinguíveis.

• O sistema atômico absorve um fóton externo e o elétron usa a energia desse fóton para pular para o nível de energia mais alta. O elétron volta ao seu estado de mais baixa energia, através da emissão de um fóton com energia E. Finalmente, mostra-se o retorno do elétron ao estado de mais baixa energia, devido à ação de um fóton externo. O resultado é a emissão estimulada de um outro fóton, que emerge lado a lado com o primeiro fóton.

Esses dois fótons que emergiram da emissão estimulada vão perturbar outros átomos com elétrons em seus estados excitados, havendo emissão de mais fótons que se juntam aos iniciais. A essa altura já podemos ter uma noção do que vem a ser o laser. Como vimos, existem processos pelos quais os átomos emitem luz. Se juntarmos essa luz a processos que veremos mais adiante, e conseguirmos amplificá-la, teremos o chamado raio-laser. 

• Assim, a luz do laser provém justamente da emissão que ocorre quando elétrons decaem de seus níveis energéticos de forma estimulada, produzindo um feixe de luz onde todas as pequenas porções (fótons) comportam-se identicamente. Todos esses fótons que emergem do sistema são novamente jogados sobre ele por meio do uso de espelhos, que são colocados em cada extremidade da amostra. A vantagem nessa operação é que, fazendo com que os fótons emitidos pela amostra interajam mais com os átomos desta, maior será o número de fótons emitidos através do processo de emissão estimulada, aumentando a quantidade de luz que sairá do sistema.

Após vários passos, os fótons que se movimentam através do meio que forma o laser constituirão um feixe que apresenta uma intensidade considerável. Uma abertura em um dos espelhos em uma das extremidades permitirá que continuamente uma fração dessa luz deixe o sistema.Nas explicações dadas acima falamos em sistema, cavidade, espelhos etc., mas não demos maior atenção a esses conceitos. Vamos explicá-los. Um laser consiste principalmente de 3 partes. A primeira parte é o chamado meio ativo, que pode ser gasoso, sólido ou líquido. 

• Essa parte do laser é a que contém os átomos ou moléculas, as quais contêm os elétrons que, através dos saltos de níveis de energia emitem luz (fótons), que finalmente constituirão a luz laser. O primeiro laser construído tinha como meio ativo uma barra de rubi. De um modo geral, um sistema constitui um bom meio ativo quando os elétrons conseguem permanecer um tempo relativamente longo (10-4 s) em um estado excitado (normalmente um elétron permanece apenas 10-10 s no nível excitado).Como vimos anteriormente, a energia do fóton emitido está relacionada com seu comprimento de onda.

Assim, quando queremos construir um laser que emita luz com determinado comprimento de onda, deveremos escolher um meio que apresente átomos com elétrons em níveis cujo espaçamento tenha justamente a energia do feixe de luz que desejamos obter. Se todos os átomos do meio apresentarem elétrons no estado de mais baixa energia, a ação do laser não poderá iniciar-se devido ao fato de que não teremos elétrons excitados para que ocorra o processo de emissão estimulada, ou mesmo espontânea.Assim, antes de iniciar-se a ação do laser, é preciso que tenhamos a maioria dos átomos com elétrons em seus estados excitados.

• Para que os elétrons saltem para seus níveis mais energéticos, é preciso fornecer energia. Esse é o trabalho de uma fonte externa de energia, que é a segunda parte principal do laser. A fonte terá a obrigação de produzir estados excitados, a fim de que nos decaimentos haja produção de luz. Ela atua no meio ativo, muitas vezes emitindo fótons sobre ele, e isso faz com que um grande número de átomos fiquem no estado excitado. 

Quando o maioria dos átomos apresentam elétrons no estado excitado, dizemos que ocorreu uma inversão de população. Esse estágio é fundamental para a produção do laser. A terceira parte importante do laser é a cavidade ótica ou ressonador.Sua função é justamente a de fazer com que os fótons que emergem do sistema voltem para ele, produzindo mais e mais emissão estimulada. Isso é feito por meio de espelhos que são colocados nas extremidades dessa cavidade e provocam a reflexão dos fótons de volta à amostra. 

• Começando do esquema, temos um meio ativo com seus átomos no estado fundamental. Uma fonte externa (que pode ser uma descarga elétrica no meio, outro laser etc.) deixa a maioria dos átomos em seus estados excitados, criando o que se chama de uma inversão de população. A emissão espontânea de um fóton por um desses átomos, adiciona mais luz à porção já existente. 

Esses fótons se refletem nos espelhos da cavidade, voltando para a amostra e provocando mais emissão estimulada, até que todos tenham decaído. Essa é a máxima quantidade de luz que pode ser extraída desse meio. Uma porção dessa luz emerge do sistema, constituindo o feixe da luz laser. É claro que todos esses processos ocorrem de uma maneira contínua, fazendo com que a luz emergente seja um feixe contínuo e não interrompido.

Características da Luz Laser:

Após a inversão de população ter ocorrido, produzindo a excitação dos elétrons com ajuda de uma fonte externa, o decaimento espontâneo de um dos átomos para o estado fundamental começa a provocar a emissão estimulada dos demais átomos e, conseqüentemente, produz luz. Somente a luz que se propaga ao longo do eixo principal do laser é que vai sofrer as várias reflexões no interior da cavidade ressonante, fazendo com que haja emergência de um feixe de luz. As principais características desse feixe emergente são as seguintes:

• Primeiramente, a mais marcante é que a luz laser é monocromática, já que a energia carregada pelo fóton estimulante e pelo fóton emitido são as mesmas. Portanto, se verificarmos o espectro da luz laser, veremos apenas uma linha, mostrando que ela é composta de apenas um comprimento de onda, enquanto uma fonte de luz incandescente é formada por vários comprimentos de onda. A monocromaticidade da luz laser é importante em espectroscopia e em outras áreas de pesquisa que requerem luz com uma energia determinada. 
• Uma segunda característica é o fato de que a intensidade do feixe laser pode ser extremamente grande, ao contrário das fontes de luz convencionais. Sua potência pode atingir ordens de tera watt (1012 W). Essas grandes intensidades ocorrem em lasers pulsados, onde a energia acumulada em longo tempo é emitida toda em um intervalo de tempo muito pequeno, da ordem de 10-12 s. 
• Em terceiro lugar temos o caráter direcional do feixe laser. Fótons emitidos inclinados com relação ao eixo central não contribuirão para o feixe de laser final. O feixe resultante, que é constituído de ondas caminhando na mesma direção, é bastante estreito; ou seja, todo feixe propaga-se na mesma direção, havendo um mínimo de dispersão. Essa característica é extremamente importante para uma série de aplicações em comunicação, na indústria, na eletrônica etc. 
• A quarta característica importante da luz laser é sua coerência. Para explicar o que significa a luz ser coerente devemos lembrar da natureza ondulatória da luz. Radiação é espacialmente coerente se as ondas sucessivas da radiação estão em fase e temporalmente coerente se os trens de onda têm todos a mesma direção e o mesmo comprimento de onda. Para exemplificar nossa idéia de coerência, vamos tomar um exemplo simples. Vamos considerar as águas calmas de um lago. 

Ao jogarmos uma pedra, haverá produção de ondas de uma forma periódica e ordenada. Com isso, vemos em todos pontos desse lago ondas coerentes. Agora, vamos jogar de maneira desordenada várias pedras no interior do lago. Nessa situação, as ondas da superfície estarão totalmente desordenadas, provenientes de pontos diferentes. Essas não são ondas coerentes, mas incoerentes.

• Concluindo, são essas as propriedades da luz laser que fazem dela um dos instrumentos de maior aplicabilidade. Por isso, há mesmo quem diga que o laser é a solução à procura de problemas. 

Laser, ou seja, Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação) é um 

dispositivo que produz radiação eletromagnética com características 

muito  especiais: ela é monocromática