Почему лазеры режут? Является ли это случаем света, действующего как материя?

Когда лазеры что-то режут, они режут только в том смысле, что заставляют атомы не притягиваться друг к другу так, как когда-то. Когда вы переходите к мельчайшим деталям, это не совсем то же самое, что механическая резка.

Помните, что лазеры стреляют фотонами, и когда фотоны сталкиваются с атомами, они возбуждают электроны. Если вы достаточно возбудите эти электроны, у них будет достаточно энергии, чтобы отделиться от атомов, которым они раньше «принадлежали». Это заставляет отдельные атомы диссоциировать с любыми другими атомами, с которыми они когда-то были связаны, и в безумной схватке за переход в более низкое энергетическое состояние они, скорее всего, не переходят в ту же конфигурацию, что и раньше. Некоторые атомы, например те, на которые непосредственно падает лазерный луч, превращаются в пар и уплывают. Другие «выбирают» одну сторону материала для перехода. Любые связи, которые материал имел сам с собой, затем растворяются, поэтому он эффективно режется.

Это отличается от, скажем, использования ножниц или ножниц для материала. Методы резки этих вещей чисто механические, и вам не нужно так беспокоиться о парах, как при резке лазером. (Вам также не нужно беспокоиться об отражениях от материалов!)

Резка — это процесс, когда вы передаете энергию для разрыва химических связей в материале, который вы режете.

Когда вы используете пилу, вы передаете механическую (кинетическую) энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию частиц того, что вы режете, чтобы они могли выйти из него.

Лазер — это просто еще один способ доставки такой энергии, поскольку у фотона достаточно энергии, чтобы разорвать некоторые связи и доставить некоторое количество тепла для молекул, которые могут испаряться.

Поскольку резка — это просто разрыв химических связей и удаление частиц в каком-то определенном месте, лазер может резать. Это не имеет ничего общего с ньютоновским подходом к «легким частицам».

Думайте о лазерном процессе как о плавлении вещества посредством изменения состояния.

Аналогия может заключаться в том, чтобы поместить горячую проволоку поверх кубика льда. Он делает «ломтик» при нагревании, а не при резке. Он превращает лед в твердом состоянии в воду и газ, которые больше не связываются друг с другом.

Что касается того, как лазерный свет может передать такую ​​энергию, чтобы что-то разрезать, то это потому, что это «когерентный свет». Старый пример, чтобы представить это, представьте отряд солдат на мосту. Если они маршируют (т.е. все синхронно топают по земле в одном темпе), они будут суммировать каждый топот одновременно, суммируя энергию, как если бы весь отряд был одним гигантским сапогом, топающим мост, так что он мог бы даже ломаться и падать - вот почему группы людей (не должны) никогда не маршировать по мосту.

Каждый фотон в лазере синхронно когерентен друг с другом, добавляя энергию к лучу, а не рассеивая энергию каждый сам по себе, как это делает обычная лампа. Таким образом, луч будет настолько интенсивным над небольшим участком вещества, что доведет до него энергию, так что он разорвется (сгорит) на части.

Фотоны обладают импульсом и подвержены гравитации. Таким образом, они действуют как материя все время. Чтобы использовать эффективный импульс для лазерной резки, требуется очень высокая плотность фотонов, что практически невозможно.

Промышленная лазерная резка использует экстремальную плотность тепла для резки. Существует множество методов, т. резка испарением, расплавление и выдувание, растрескивание под тепловым напряжением и т. д. См. страницу Википедии, лазерная резка , раздел Методы .

Лазеры «режут» как взаимодействие материи и излучения (сами разные формы природного вещества)

ЛАЗЕР (Light Amplification by Stimulated Emission of (Coherent) Radiation) луч, будучи когерентным и высокоэнергетическим (квантово-механически по соотношению Эйнштейна-Планка, энергия прямо аналогична частоте лазера) при взаимодействии с атомами и молекулами, обеспечивает достаточно энергия для перемещения электронов и молекул на более высокие энергетические уровни, а основные связи ослабевают или полностью разрываются, что приводит к макроскопическому результату «разрезания».

Как отмечалось выше, только определенные типы ЛАЗЕРА «режут» определенные типы соединений материи (в зависимости от частоты/энергии луча и базовой энергии связей исследуемого соединения материи).