Почему свет этого инфракрасного лазера становится видимым после отражения?

Вы никогда не увидите световой луч сбоку. Вы видите только свет (любой длины волны), идущий прямо в ваш глаз. Когда лазерные лучи иногда появляются в виде видимой линии в воздухе, происходит то, что пыль (и в некоторой степени молекулы тоже) в воздухе рассеивают свет, направляя часть его к вашим глазам. Когда луч попадает на твердый объект, то, если только поверхность не очень плоская (например, точное и чистое зеркало), будет рассеяние под всеми углами, поэтому часть лучей попадет в ваш глаз. Это тот свет, который вы видите.

В случае инфракрасного излучения чувствительность человеческого глаза не сразу падает при длинах волн выше 700 нм; оно низкое, но не равное нулю, а рассеянное излучение лазерного луча часто достаточно яркое, чтобы его можно было увидеть (очевидно, это зависит от интенсивности исходного луча). Я таким образом видел 852 нм, например. Однако, когда вы можете видеть такую ​​длину волны, вы должны быть осторожны: излучение, попадающее в ваш глаз, ярче, чем вы думаете, потому что чувствительность вашего глаза низка, но вы его видите. По этой причине защита глаз особенно важна при длинах волн, выходящих за пределы нормального видимого диапазона.

Я уверен, что никакого преобразования энергии фотонов здесь не происходит.

Особенно вам нужно повышающее преобразование энергии, что очень маловероятно. Нормальная флуоресценция не может быть здесь причиной. Существуют детекторные карты для преобразования лазерного излучения с повышением частоты, но перед использованием их необходимо «зарядить» солнечным светом. И это совершенно особый материал.

Скорее всего, лазер относительно силен и чувствительность глаза еще достаточно высока.

Например: когда я работал с лазером 762 нм (кислородный диапазон А), я и все мои коллеги могли четко видеть луч (хотя 762 нм уже классифицируются как ИК). Лазер имел мощность ~ 300 мкВт и коллимированный пучок был хорошо виден на листе белой бумаги при дневном свете. При распространении на площади 1 см луч был хорошо виден при свете.

Несмотря на то, что 780 нм, безусловно, дальше в ИК-диапазоне, чем 760 нм, ваш лазер может быть более мощным, и глаз все еще может видеть луч.

Но луч, вероятно, будет намного мощнее, чем предполагает воспринимаемая яркость.

Другие ответы совершенно верны, предполагая зеркальное (зеркальное) отражение, то есть упругое рассеяние (оставляя энергетический уровень фотонов почти неизменным).

Но есть еще один случай, который я хотел бы, чтобы вы рассмотрели, а именно диффузное отражение и переизлучение поглощения.

Диффузное отражение — это отражение света или других волн или частиц от поверхности таким образом, что луч, падающий на поверхность, рассеивается под многими углами, а не только под одним углом, как в случае зеркального отражения. Но приведенная выше схема продолжает действовать и в том случае, если материал впитывающий. В этом случае рассеянные лучи при блуждании в материале теряют часть длины волны и становятся окрашенными.

https://en.wikipedia.org/wiki/Diffuse_reflection

Теперь самое важное в вашем случае заключается в том, что поверхность на изображении не только вызывает зеркальное отражение, но и диффузное. Это значит, что:

1. он отражает некоторые фотоны в случайных направлениях

2. он не только упруго рассеивается, но и поглощает часть фотонов и переизлучает их с разной (в вашем случае видимой) длиной волны. Это ответ на ваш вопрос. Да, некоторые фотоны действительно могут получать энергию, и от падающей длины волны ИК-излучения они переизлучаются в виде длины волны видимого света, и именно эти фотоны вы видите невооруженным глазом.

В некоторых случаях при интенсивном освещении один электрон может поглощать два фотона, что позволяет испускать излучение с большей энергией фотонов (более короткая длина волны), чем поглощенное излучение.

https://en.wikipedia.org/wiki/Флуоресценция

Вопрос интересный, и единственный способ проверить это — сделать это с разными объектами. Если сам лазер невидим невооруженным глазом (действительно инфракрасный, а не в видимом диапазоне), но если посветить лазером на стену или другие объекты, точка может стать видимой из-за диффузного отражения и поглощения переизлучения , где некоторые фотоны переизлучаются в видимом диапазоне (можно даже флуоресценцию делать).

Вы видите свет, потому что его частота или длина волны, если на то пошло, видимы для вашего глаза, а не потому, что он каким-то волшебным образом увеличивает свою энергию.

То, что луч попадает на предметы, отражается или рассеивается и достигает вашего глаза, создает впечатление света. Это также доказывает, что используемая частота (все еще) видна человеческому глазу, хотя, вероятно, меньше, чем «обычный, видимый» спектр.