Могут ли 2 луча ультрафиолетового света пересекаться и быть видимыми в месте их пересечения?

Возможно ли, что если у вас есть 2 ультрафиолетовых лазера, невидимых человеческому глазу, и если вы нацелите их лучи на пересечение в какой-то точке, то место пересечения покажет более низкую видимую длину волны света, вызванную интерференцией световая частота? Может ли на перекрестке генерироваться какая-либо другая форма тепла или энергии?

Если да, то может ли кто-нибудь дать ссылку на объяснение? Мне любопытно об этом.

РЕДАКТИРОВАТЬ: я должен добавить, что 2 лазера будут иметь разные световые частоты, хотя они оба невидимы для человеческого глаза. Итак, меня интересует интерференция между световыми частотами.

интерференция вызывает изменение амплитуды, а не изменение частоты. en.wikipedia.org/wiki/… обратите внимание, что меняется только интенсивность.
Интерференция изменяет пространственное распределение интенсивности одной и той же частоты .
Помехи влияют только на подобные частоты, если ваши измерения усредняются по времени. Мгновенное измерение показало бы интерференцию между частотами.
Если вас волнует только невидимая часть, а не ультрафиолет, то en.wikipedia.org/wiki/Two-photon_excitation_microscopy для вас.

Ответы (4)

То, что вы говорите, невозможно с помехами. Интерференция света не производит новых цветов света. Свет должен был бы неупруго рассеиваться на некоторых молекулах, чтобы получить сдвинутую вниз частоту (комбинационное рассеяние или какой-то тип явления смешивания волн). Дело в том, что свет должен взаимодействовать с материей, чтобы изменить свою частоту.

Техники гетеродинирования и гомодинирования нуждаются в смешивающем элементе. В электронике простое устройство диодов действует как смеситель, тогда как в оптике куб светоделителя действует как смеситель. Фотоны не взаимодействуют друг с другом. Это принципиально. Вам нужно взаимодействие, чтобы изменить энергию фотона. (Также интерференция не наблюдается при полностью некоррелированном свете).
Я никогда не слышал о стеклянном светоделителе, который может действовать как смеситель. Это сделало бы нелинейную оптику существенно проще, если бы это было правдой. Я думаю, вы путаете роль светоделителей (предоставляя двум лучам параллельные k-векторы) и процесс смешивания, для которого требуется материал с нелинейной поляризуемостью.
«Фотоны не взаимодействуют друг с другом». Я предупрежу вас, что это верно для классической оптики, но не для полностью квантовой трактовки. Тем не менее, эффекты света на свете очень слабы для обычной интенсивности света.
@zephyr: я использовал термин «смеситель» для смешивания режимов фотонов. Частота — не единственная степень свободы. Вы также можете смешивать режимы поляризации. Возможно, более точным термином будет «вращение». См. здесь и здесь . dmckee: Что вы имеете в виду? Даже при полностью квантовой обработке я никогда не видел гамильтониана взаимодействия для двух фотонов.
@AntillarMaximus Вам не нужно прямое взаимодействие ... они взаимодействуют на одноконтурном уровне.
@dmckee: я не знаком с физикой высоких энергий, но спасибо за наводку. Я посмотрю это и, надеюсь, получу лучшее понимание.
@Peter Shor - я заметил по этой ссылке, что то, что я предлагаю в своем вопросе, действительно возможно? : en.wikipedia.org/wiki/…
@djangofan: Это, безусловно, работает с радиоволнами, хотя вы не получаете наблюдаемых помех, если только оба луча не взаимодействуют с какой-либо материей, которая нелинейно реагирует на излучение. Я не настолько экспериментатор, чтобы знать, можно ли заставить это работать с ультрафиолетовым светом. В любом случае вам нужна материя (частицы пыли, дым), чтобы увидеть лазерный луч, поэтому вполне возможно, что вы сможете найти некоторые частицы пыли, которые имеют правильную нелинейную реакцию на пересекающиеся лазерные лучи для создания видимого света на пересечении.
Если мы введем среду (газ, кристалл), которая поглощает ультрафиолетовый свет от лазеров, может ли излучаться другая (более низкая) длина волны? Можно получить более высокую (видимую) длину волны, излучаемую поглощением двух инфракрасных лазеров, но я не уверен в обратном.

Вам повезет больше, если вы воспользуетесь двумя инфракрасными лазерами — если вы направите два инфракрасных лазера себе в глаз (или в камеру) с частотой, вдвое меньшей частоты видимого фотона, небольшой процент из них подвергнется двухфотонному поглощению; два фотона, каждый с половиной необходимой энергии, будут поглощаться чувствительным элементом одновременно, заставляя датчик обнаруживать эквивалент фотона видимого света.

Интенсивность должна быть очень высокой, чтобы такой эффект был виден; Я не проводил расчетов, но уверен, что инфракрасные лазеры полностью выжгут ваш глаз, прежде чем вы успеете что-нибудь увидеть.

Если вы используете соответствующую нелинейную среду и оба луча имеют достаточно высокую интенсивность (вероятно, для этого потребуются импульсные лазеры), вы сможете получить видимый эффект в точке внутри среды, где лучи пересекаются. Такую нелинейную оптику довольно сложно заставить работать на практике, но теоретически возможно.

Насколько я понимаю, почти все лазеры с оптической накачкой преобразуют (как правило, некогерентные) высокоэнергетические (коротковолновые) фотоны в лазерный свет с несколько более низкоэнергетическими (более длинноволновыми) фотонами.

Основная причина, по которой ответ НЕТ, как все говорят, заключается в том, что свет, электромагнитная волна, является эмерджентным явлением из бесчисленных отдельных фотонов . Таким образом, ваш вопрос сводится к следующему:

существует ли взаимодействие фотон-фотон? может ли фотон рассеиваться на фотоне?

Ответ таков: да, существует двухфотонное взаимодействие , но с такой ничтожной вероятностью, что маловероятно увидеть коллективный эффект, разве что при очень высоких энергиях.

фотон фотон

Диаграмма Фейнмана (блочная диаграмма) для фотон-фотонного рассеяния , один фотон рассеивается из-за нестационарных флуктуаций заряда другого в вакууме.

Обратите внимание, что здесь есть четыре электромагнитные вершины, а константа электромагнитной связи , которая оказывается квадратом в расчетах , равна (1/137)^1/2, четырежды. Это очень малое число, и оно обеспечивает наблюдения: электромагнитные лучи не взаимодействуют в вакууме, за исключением очень высоких энергий, когда поперечное сечение увеличивается.

Есть предложения по гамма-гамма-коллайдерам , на выходе не совсем видимое электромагнитное излучение, а множество элементарных частиц.

Хороший ответ, однако во всех этих вещах — люди любят говорить «нет», и это, как правило, верно, по крайней мере, до тех пор, пока мы не узнаем то, чего не знаем. Например, метаматериалы и сокрытие вещей, которые мы знаем сейчас и которые когда-то считались невозможными.