Что делает одни лазерные лучи видимыми, а другие невидимыми?

Из чего состоит луч некоторых лазеров:

  1. видно? например, те, что используются в клубах, или такие, как лазерные указки, продаваемые на Amazon, которые, если их направить в небо, выглядят как сплошной видимый луч света, пересекающий небо (это напоминает мне световой меч в «Звездных войнах»).

  2. невидимый? такие как те, которые используются в указателях для презентаций.

Ответы (4)

Как указывалось в предыдущих ответах, важны длина волны (или частота) и интенсивность луча, а также тип и количество примесей в воздухе. Луч должен иметь длину волны, видимую человеку, а туман или пыль очень сильно рассеивают свет, чтобы вы могли его увидеть. Однако даже в чистом, чистом воздухе вы сможете увидеть лазерный луч при определенных условиях.

Это связано с тем, что свет может рассеиваться от самих молекул воздуха за счет рэлеевского рассеяния. Рэлеевское рассеяние имеет сильную обратную зависимость от длины волны, в частности λ 4 , поэтому с зеленым и особенно с синим лазером будет легче видеть 1 . Он также имеет зависимость от угла рассеяния, которая выглядит как 1 + потому что 2 θ , поэтому может быть легче увидеть, если ваш угол обзора очень близок к лучу 2 .

С зеленой лазерной указкой мощностью 5 мВт рэлеевское рассеяние довольно легко увидеть. Я предполагаю, что с синим/фиолетовым было бы еще проще, но я не уверен, поскольку человеческие глаза наиболее чувствительны к зеленому цвету, так что это может нарушить баланс. Более интенсивный луч, подобный тем, которые используются в ночных клубах или лазерных световых шоу, было бы очень легко увидеть, если бы луч оставался неподвижным, но в таких ситуациях лучи быстро перемещаются, создавая световое шоу, поэтому одно рэлеевское рассеяние будет на самом деле не позволяет вам увидеть много. В таких ситуациях, как ночные клубы, гораздо важнее рассеивание тумана, создаваемого генераторами тумана.

Вы правы в том, что в космосе, поскольку там нет атмосферы и не от чего рассеиваться, вы не увидите никакого лазерного луча.

1: Между прочим, именно поэтому небо голубое.

2: НИКОГДА НЕ ПЫТАЙТЕСЬ ПРОВЕРИТЬ ЭТО С ЛУЧОМ, НАПРАВЛЕННЫМ НА ВАС Если вы хотите попробовать это, возьмите лазерную указку и поднесите ее к голове (например, к виску) и направьте ее от себя в темноте. .

Возможно, излишне говорить, но когда вы держите указатель возле головы, то есть на уровне глаз, убедитесь, что луч не направлен и на других людей!
Я использую зеленый для обозначения звезд на небе; фиолетовый действительно кажется слишком тусклым, а синие лазеры настолько дороги, что я не пробовал.

Видимость определяется тремя вещами:

  1. Частота лазера.
  2. Сила лазера.
  3. Пыль или туман в воздухе.

Без пыли или тумана в воздухе вы не увидите ни одного лазера. Это частицы пыли или капельки тумана, которые отражают свет лазера.

То есть, если бы не было ни пыли, ни воздуха, как в космосе, лазерный луч не был бы виден независимо от пунктов 1 и 2?
@Рево: Точно. Так что любой фильм, показывающий лазерные лучи в открытом космосе, просто неверен (если только в будущем космическое пространство не заполнится пылью от всех пересекающих его космических кораблей ;-))
О рассеянии в чистых газах см., например, bnl.gov/envsci/pubs/pdf/2014/BNL-105434-2014-JA.pdf

Когда вы видите лазерный луч, на самом деле вы видите луч, рассеянный различными мелкими частицами, взвешенными в воздухе. То, насколько хорошо вы видите луч, будет зависеть от чистоты воздуха и уровня окружающего освещения, с которым приходится конкурировать лазерному лучу.

В ночном клубе воздух может иметь высокую степень дыма или других загрязнений, которые сделают луч более заметным, а окружающий свет будет слабым, поэтому они будут больше выделяться. Когда люди хотят похвастаться лазерными лучами, они часто добавляют в воздух дым или что-то подобное.

Лазеры зеленого цвета также имеют тенденцию выделяться больше, потому что пик восприятия человеческой сетчаткой находится вблизи этой длины волны. Ваш «невидимый» лазер, вероятно, является лазером красного цвета, работающим в более яркой среде с более чистым воздухом. Отнесите его в темную комнату, заполненную дымом, и вы увидите, что его луч в порядке.

Вот идея. Может, это какая-то измена, не знаю, решать вам. Возьмите прозрачную трубку небольшого диаметра, наполните ее обычной нефильтрованной водой из-под крана и направьте лазер так, чтобы он стрелял по всей длине трубки. Герметично загерметизируйте дальний конец. Если вы стреляете лучом под углом вниз, вы можете оставить ближайший к лазеру конец открытым. Примеси в воде сделают луч довольно заметным. Прекрасно работает даже с гелий-неоновым (красным) лазером мощностью 10 мВт.

Это не дает реального ответа на вопрос, что делает одни лазерные лучи видимыми, а другие нет. Вы затрагиваете важные идеи (примеси) - может быть, вы могли бы расширить это?