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SISTAC es un sístema de gestión para colegios y establecimientos educacionales en general, a través de la implementación de un conjunto de sistemas modulares desarrollados íntegramente por profesionales Peruanos.

Gracias al poder de SISTAC, nuestro sistema de gestión se adapta a colegios con necesidades y realidades muy distintas, desde 400 hasta 9.000 alumnos, colegios privados, estatales, de distintas lenguas, congregaciones religiosas, etc.

Cada nuevo cliente que se incorpora amplía las facilidades del programa e impulsa su desarrollo. Por ende la flexibilidad y ergonomía de SISTAC sobrepasa las necesidades básicas de los colegios.

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El láser, una luz que no existe en la naturaleza

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Desde los lectores de DVD hasta las luces de los conciertos, los láseres forman parte de muchas situaciones de nuestra vida. Pero, ¿qué es un rayo láser? Es una luz tan especial que no existe nada semejante a la naturaleza.

Una luz…

… alineada Si encendemos una linterna, se forma un cono de luz. Al contrario, si encendemos un puntero láser, se forma un haz perfectamente alineado, que mantiene su forma cilíndrica a lo largo de centenares de metros, sin alargarse. Por eso el láser se usa

  • para comprobar que las paredes (o superficies) son perfectamente verticales
    (o horizontales)
  • para apuntar con armas de caza y de guerra, y en telescopios

… monocromática

La luz del láser es perfectamente monocromática, por eso es ideal

  • para hacer rayos de luz de colores intensos en los conciertos

… intensa

La energía de un rayo láser se puede enfocar en un punto pequeño para producir una gran potencia. Por esta razón el láser es una herramienta ideal para cortar, quemar y soldar. Por ejemplo, se usa

  • para operar la miopía, las pecas o la pérdida de color de la piel
  • para cortar metales y vidrios en la industria

… sutil

Los láseres se pueden fabricar de forma que la luz salga desde un punto muy pequeño. Esta propiedad es útil

  • para leer la información registrada en un DVD. La información está codificada en microsurcos en la superficie del disco y el rayo láser es lo suficiente sutil para detectarlos.

… precisa

Las características del láser hacen que sea una herramienta ideal para hacer medidas de precisión. Por ejemplo

  • para medir la velocidad de los coches y comprobar si sobrepasan los límites.
    Esto se logra enviando un rayo láser contra un coche y midiendo la frecuencia del rayo reflejado. Ésta está relacionada con la velocidad del coche.
  • para comprobar que las esferas de los cojinetes de bolas son perfectamente esféricas, observando la dispersión de la luz láser reflejada por la bola.
  • en impresoras láser y lectores de códigos de barras.

… transportable

Las condiciones atmosféricas, como por ejemplo lluvia, niebla, nubes y las barreras físicas pueden afectar la propagación de la luz láser.
Sin embargo, hoy en día un rayo láser puede viajar a través de distancias kilométricas.
Se usa

  • en las telecomunicaciones, desde Internet hasta las comunicaciones telefónicas.
    Para lograr este objetivo se utilizan las fibras ópticas, cables capaces de transportar la luz por su interior.

laser03¿Qué es un láser?

La palabra láser es el acrónimo de “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (amplificación de la luz mediante la emisión estimulada de radiación). La definición y las características pueden parecer muy abstractas, pero se entienden bien tras haber comprendido cómo funciona un láser. La luz láser tiene las siguientes características:

  • “Monocromática”: la luz láser no es una mezcla de colores.
    Al contrario, es de un único color. Esto quiere decir que las ondas que la componen tienen todas la misma frecuencia.
  • “Coherente”: las ondas de luz de un láser se parecen a una “ola de estadio”. Cuando un miembro de una hilera de sillas se levanta, todos el miembros correspondientes de las otras hileras se levantan. Al contrario, cuando está sentado, todos los miembros correspondientes están sentados. Las ondas de un láser oscilan “en fase”: cuando una onda sube, todas las otras suben simultáneamente, y lo mismo cuando baja.
  • “Alineada”: todas las ondas de un láser viajan en la misma dirección, exactamente paralelas las unas a las otras.

¿Cómo funciona un láser?

La luz natural

El secreto de la luz se esconde en el interior de los átomos.  Cuando la luz ilumina un objeto, transfiere energía a los electrones de sus átomos o (dicho de otra manera) “excita” los electrones. Inmediatamente, los electrones excitados sueltan esta energía, que asume nuevamente la forma de luz emitida por el objeto. Es esta luz la que llega a nuestros ojos y nos permite ver el objeto. El color de la luz depende de la energía emitida por los átomos.
Diferentes energías se corresponden a ondas de luz con diferentes frecuencias, que los ojos perciben como diferentes colores. La luz se puede imaginar como un conjunto de ondas, pero también como un conjunto de partículas, los fotones.
Desde este punto de vista, la emisión de luz se puede describir así: cuando un fotón choca con un átomo es “absorbido” por el átomo, el cual, como consecuencia, se excita; por otra parte, cuando el átomo se desexcita, vuelve a emitir un fotón. La frecuencia de la onda (es decir, el color de la luz) está relacionada con la energía del fotón.

Del Sol a la bombilla

laser02Las fuentes de luz funcionan de esta misma manera. Por ejemplo, un tubo de neón contiene átomos de este gas que se excitan mediante unos “flashes” eléctricos (las descargas que se perciben cuando encendemos un neón). La luz del Sol es el resultado de las numerosas reacciones nucleares que involucran los átomos que lo constituyen.

Normalmente, las fuentes de luz emiten una mezcla de diferentes frecuencias. Por ejemplo, la luz blanca del Sol es en realidad la suma de un gran número de colores, como se puede comprobar haciéndola pasar por un prisma.
Además, las fuentes de luz suelen emitir ondas en muchas direcciones diferentes. Por eso cuando encendemos un bombilla se ilumina toda la habitación. Finalmente, los átomos no se desexcitan todos al mismo tiempo. Entonces, las ondas emitidas no tienen todas la misma “fase”: es decir, no oscilan de forma sincronizada.

“Emisión estimulada”

A principios del siglo XX, el físico Albert Einstein descubrió una importante propiedad de los átomos excitados. Si un fotón con la energía “correcta” choca con un átomo que ya está excitado, éste no absorbe el fotón, sino que se desexcita inmediatamente y emite otro fotón idéntico al primero.
Este proceso se llama “emisión estimulada”. En términos de ondas, lo que pasa es que una onda con la frecuencia “correcta” interacciona con un átomo y sale amplificada. La onda final es la suma de dos ondas absolutamente idénticas: con la misma frecuencia, dirección y fase.

“Inversión de población”

La emisión estimulada es un proceso provechoso: se empieza con un fotón y se acaba con dos. Si cada uno de estos dos fotones encontrase a su alrededor un átomo excitado, en el segundo paso se obtendrían 4 fotones.
Si los fotones se encontraran en un ambiente con muchos átomos excitados, al cabo de unos cuantos choques el número de fotones idénticos se multiplicaría enormemente. El problema es: ¿cómo obtener un conjunto de átomos excitados?
Este objetivo se consigue con un proceso denominado “inversión de población”.
Consiste en inyectar energía a un conjunto de átomos de forma que la población de electrones, que se encuentra en el estado de energía mínima, “salte” de golpe al estado excitado (“invierta” su estado energético). Este resultado se obtiene a la práctica poniendo los átomos en un contenedor cilíndrico y rodeándolos de un tubo en espiral que emite un haz de luz.

laser05“Cavidad láser”

Tras haber inducido la inversión de población en un tubo lleno
de átomos, solamente hace falta inyectar un fotón para producir la emisión estimulada.
Sin embargo, una buena parte de los fotones producidos se escapan rápidamente del contenedor y no se llega nunca a un conjunto de fotones idénticos lo suficiente grande. Para alcanzar este objetivo se ponen dos espejos en las extremidades del tubo.

Así, se obtiene una “cavidad láser”: los fotones quedan atrapados y empiezan a rebotar en el tubo, produciendo nuevos fotones idénticos cada vez que chocan con átomos excitados. Para que un rayo láser pueda salir de la cavidad, uno de los dos espejos que se usa es “semireflectante”. Es decir, deja escapar algunos de los fotones: estos constituyen el rayo láser.

Funcionamiento paso a paso

Un láser rojo contiene un cristal de rubí alargado envuelto por un tubo en espiral parecido a un fluorescente que emite “flashes” de luz, como una cámara de fotos.

laser01_450

Haz click sobre la imagen para ampliarla.

  1. Una fuente de alto voltaje hace que el tubo en espiral emita los “flashes” de luz.
  2. Cada vez que se produce un flash de luz, el cristal de rubí absorbe energía en forma de fotones.
  3. Cuando los átomos del cristal de rubí absorben un fotón de energía, uno de sus electrones salta a un nivel de energía superior. Esto sitúa al átomo en un estado excitado que es inestable: el electrón sólo permanece en el nivel de energía superior durante unos milisegundos y vuelve a caer a su nivel original. Al hacerlo, libera la energía absorbida en forma de un nuevo fotón. Este proceso se denomina emisión espontánea.
  4. Los fotones liberados por los átomos del rubí viajan a la velocidad de la luz de un lado a otro del cristal.
  5. Frecuentemente, alguno de estos fotones choca con un átomo que ya se encuentra en estado excitado. Cuando esto pasa, el átomo libera dos fotones en vez de uno. Esto se denomina “emisión estimulada”. Ahora, de cada fotón de luz surgen dos, de forma que la luz se amplifica (aumenta su intensidad).
  6. Un espejo reflectante al 100% situado al extremo del cristal hace rebotar los fotones para que no se escapen.
  7. Un espejo parcial (reflectante al 95%) al otro extremo del tubo hace rebotar la mayor parte de los fotones, pero permite que escapen algunos.
  8. Los fotones que escapan forman un rayo de luz muy concentrado: el rayo láser.

¿Quién inventó el láser?

El láser se inventó casi de casualidad. Por eso, alguien dijo que se trataba de “una solución a la espera de un problema”.

* En 1958, Arthur L. Schawlow y Charles H. Townes, de los laboratorios Bell, en New Jersey, publican un trabajo teórico sobre el funcionamiento del láser.
* En 1960, Theodore H. Maiman, de los Laboratorios Hughes, en California, fabrica el primer láser que funciona, utilizando los átomos de un cristal de rubí.
* En 1964, Kumar Patel, de los Laboratorios Bell, inventa el láser de dióxido de carbono, que permite las primeras operaciones de cirugía con láser.
* A principios de los años 70, se desarrolla la tecnología de las fibras ópticas, que permiten que el láser suplante a la electrónica en buena parte de las telecomunicaciones.

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