Laser
Det er en laser ("light amplification by stimulated emission of radiation") som leser av musikk og data fra en CD ("compact disc"), og en laserskriver lager papirutskrifter fra datamaskinen. Elektroner i laseren blir eksitert til et høyere energinivå ved at de absorberes energi. I en bestemt situasjon kan antall eksiterte elektroner være flere enn det er elektroner i grunntilstanden, kalt en populasjonsinversjon. Prosessen starter når et atom sender ut et foton som treffer et annet atom som så sender ut et foton osv., som ender med en kaskade med fotoner, og intensiteten forsterkes kraftig.
Ruby-lasere og YAG-lasere (Y33Al2O15) er fastlasere. Andre lasere baserer seg på farger i løsning som eksiteres. Høyintensitets koherent stråling for eksempel en helium-neonlaser ved bølgelengde 632.8 nm.
LIDAR anvendt til å lage tredimensjonale terrengmodeller, høydemålinger og kartlegging av vegetasjon og kystområder.
Helium-neonlasere var de første gasslasere, og disse sender ut rødt lys. CO2 laseren som inneholder helium og nitrogen er meget kraftig og sender ut infrarødt lys. I tillegg til den høye intensiteten er laserlys koherent dvs. at alle bølgene til de individuelle fotonene er i fase. Dette gjør at lyset ikke spres utover, men kan samles i en tynn stråle. Den kraftige energien konsentrert i en tynn stråle kan lokalt gi høy temperatur og brukes til å kutte materialer, og kan bl.a. brukes i laserkirurgi. Lyset er i tillegg omtrent monokromatisk med en bølgelengde (en farge). Ved bruk av rett type laser kan dette brukes selektivt til å måle stoffer med et absorbsjonsspekter hvor det absorberes maksimalt ved bølgelengden som laseren sender ut. Kan også brukes i kretskortindustrien hvor overflatebelegget absorberer lys fra laseren fordamper uten å varme opp materiale omkring. Brukes i kjemisk syntese.
Charles Hard Townes, Nicolay Gennadiyevich Basov og Aleksandr Mikhailovich Prokhorov fikk nobelprisen i fysikk i 1964 " for fundamentalt arbeid i feltet kvanteelektronikk, som har ledet til konstruksjon av oscillatorer og forsterkere basert på maser-laser prinsippet".
CH Townes 1954: MASER - Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Røntgendiffraksjon
Når atomer bestråles med røntgenstråler blir noe av strålingen absorbert og sendt ut igjen. Den røntgenstrålingen som sendes ut igjen kan være i fase eller ut av fase i forhold til hverandre, og gir et interferensmønster kalt diffraksjon. De britiske fysikerne Sir William Henry Bragg og William Lawrence Bragg oppdaget hva som bestemte diffraksjonsmønsteret (Braggligningen) og fikk nobelprisen i fysikk i 1915 for "analyse av krystallstrukturer ved hjelp av røntgenstråler".
Atomene mottar røntgenstråling sprer dem og sender den ut igjen i alle retninger, noen i fase, andre ute av fase med hverandre som gir interferens, diffraksjon og et diffraksjonsmønster. Hvis røntgenstråling (X-ray) med bølgelengde lambda (λ) sendes med vinkel theta (θ) inn i en krystall så kan man finne ifølge Bragg-ligningen avstanden d mellom atomer og atomsjiktene innover i krystallen, Diffraksjonsorden blir angitt av n= 1,2, 3
\(\displaystyle n \lambda= 2d \sin \theta\)
Rosalind Franklin og Maurice Wilkins gjorde røntgendiffraksjonsstudier av DNA som førte fram til oppdagelsen av DNA-strukturen, hvor Rosalind Franklin ikke fikk den æren hun fortjente i strukturoppklaringen.
Bragg-ligningen kan også anvendes på nøytrondiffraksjon og elektrondiffraksjon.