Sind Laserpointer strahlen sichtbar wie in den Filmen

Wir haben alle gesehen genug Sci-Fi-Filme im Laufe der Jahre zu sehen, ein paar wichtige Ähnlichkeiten - massive futuristische Schiffe, fremde Spezies und natürlich genug Laserstrahl Schießereien, um die Galaxie kreuz und quer durch die Galaxie. Offensichtlich macht diese unglaubliche visuelle Werkzeug macht diese interplanetaren dogfights umso mehr spannend, mit ihren platzenden blinkt grün, blau und rot.

Allerdings stellen diese Szenen einen sehr wichtigen Fragen ... ist das wirklich, was ein roter laser aussieht? Noch wichtiger, können wir sie im wirklichen Leben sehen, genau wie wir im Kino?

Bevor wir die geladene Frage auspacken, sollten wir erklären, was ein Laserstrahl eigentlich ist ...

Die Wissenschaft eines laser für luftgewehr

In seiner grundsätzlichen Definition ist ein Laserstrahl ein konzentrierter Strom elektromagnetischer Strahlung, er kann jedoch in einer Vielzahl von verschiedenen Formen auftreten. Diese elektromagnetische Strahlung kann in Form von Röntgenstrahlen, sichtbarem Licht, ultraviolettem oder Infrarotlicht vorliegen - im Grunde genommen sind sie die Formen von Strahlung, die relativ sicher zu manipulieren und zu belichten sind.

Nun, um einen Laserstrahl zu erzeugen, müssen Sie eine Gruppe von Atomen, die sie in einen angeregten Zustand zu erregen energetisieren. An dieser Stelle geben die angeregten Atome Photonen ab, und das "Licht" bewegt sich in einer bestimmten Richtung. Dieses erste Photon wird dazu beitragen, andere Teilchen zu erregen, wodurch mehr Freisetzung, und diese Photonen werden auch in die gleiche Richtung bewegen, wodurch eine Kaskade. Nun, von einer normalen Lichtquelle, würden diese Photonen schnell gestreut und diffundiert werden, wie wenn Sie einen Lichtschalter umdrehen; Das Licht breitet sich gleichmäßig über dem beleuchteten Raum aus.

Wenn Sie versuchen, einen mini laser graviermaschine zu erzeugen, können Sie diese Photonen zwischen zwei Spiegeln fangen, wo das Licht weiter hin und her springen wird, spannende noch mehr Partikel und Freisetzung noch mehr Photonen, die die gleiche Wellenlänge und Phase haben. Diese Manipulation dieser angeregten Atome, die sie in einen sehr engen Raum konzentrieren und die nachfolgenden Photonen zwingen, sich in einer gleichmäßigen Richtung zu bewegen, erzeugt im wesentlichen einen Laserstrahl.

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Abhängig von der Stärke und Wellenlänge dieses elektromagnetischen Strahls werden Laser für Hunderte von verschiedenen modernen Anwendungen eingesetzt. Diese Form des konzentrierten Lichtes kann extrem stark sein - sogar stark genug, um durch festen Stahl zu schneiden! Allerdings sind Ihre Interaktionen mit Laserstrahlen wahrscheinlich etwas milder, wie die Laser in DVD-Playern, QC-Code-Leser, chirurgische Geräte und tägliche Telekommunikation über Fernsehen und das Internet gefunden.

In vielen dieser praktischen Anwendungen für Laser, würden sie nicht für das bloße Auge ausgesetzt werden, um zu sehen, aber wenn sie waren, würden wir sogar in der Lage, sie zu sehen? Schließlich können wir Röntgen-, Infrarot- oder Ultraviolettlicht ohne spezielle Ausrüstung nicht sehen ... warum sollten Laserstrahlen, die aus der gleichen Strahlung bestehen, unterschiedlich sein?

Wie oben erwähnt, sind Laserstrahlen konzentrierte Formen von elektromagnetischer Strahlung, die Photonen anregt und einen energetischen Strom erzeugt. Laserstrahlen sind auch sehr verschieden von normalem Licht, da sie monochromatisch sind (eine Wellenlänge von Licht wird erzeugt), organisiert (dh die Photonen bewegen sich in einer vereinigten Front mit koordinierten Wellen) und unidirektional (dh sie ist fokussiert und stark, Anstatt schwach und diffus).

Es gibt drei weitere Faktoren, die beeinflussen, ob ein Laserstrahl sichtbar ist oder nicht - die Intensität des Strahls, die Wellenlänge des Strahls und die Menge an teilchenförmigem Material in der Luft. Um ein Licht zu sehen, muss es tatsächlich Ihr Auge erreichen, aber aufgrund der unidirektionalen und kontrollierten Natur eines Laserstrahls sollte es theoretisch unsichtbar sein. Der einzige Weg, den unser Auge erreichen kann, ist, wenn dieses konzentrierte Licht irgendwie zerstreut und zu unseren Augen gebrochen wird. Ein Laserstrahl kann durch irgendein Teilchen in seinem Weg gestreut werden, einschließlich der bereits vorhandenen Teilchen in der Luft. Atome und andere Moleküle sind um uns herum in unserer Atmosphäre präsent, aber es gibt auch größere Partikel, wie Staub.

Dies ist, wo diese drei Faktoren ins Spiel kommen, Die Intensität und Wellenlänge des Lichts, kombiniert mit Partikeln in der Luft. Licht kann als Ergebnis von Luftmolekülen auf der Grundlage der Rayleigh-Streuung streuen, die umgekehrt proportional zur Wellenlänge ist, was bedeutet, dass es leichter ist, grünes und blaues Wellenlängenlicht zu sehen (da diese kleinere Wellenlängen als rot sind). Je größer die Intensität des Strahls, desto mehr Licht gibt es zu streuen durch die Moleküle der Luft, so dass es leichter zu sehen.

Stellen Sie sich das letzte Mal waren Sie in einem überfüllten Nachtclub und die Laser-Lichter gingen wild, Schneiden durch den Rauch und Dunst des Raumes wie jede anständige Raumschlacht. Das extra Partikelmaterial streut Licht viel mehr, so dass diese Rauchmaschinen sind weitgehend verantwortlich für, warum so viele Menschen davon ausgehen, dass Laserstrahlen können immer gesehen werden. Interessanterweise ist die Fähigkeit des menschlichen Auges, Spitzen um die grüne Wellenlänge zu sehen, so dass, obwohl dies eine höhere Wellenlänge als blaues Licht ist, es einfacher sein kann, einen grünen Laser zu erkennen.

 

Nun, um zum klassischen Beispiel zurückzukehren - ein riesiger Star Destroyer bläst Löcher in anderen Raumschiffen in Ihrem Lieblings-Star Wars-Film. In diesem Szenario, Laserstrahlen wäre völlig unsichtbar, da es keine Atmosphäre im Raum, so gibt es keine Partikel, die das Licht streuen kann. Davon abgesehen, würden diese Kampfszenen mit einem Haufen unsichtbarer Laser nicht annähernd so spannend sein, deshalb mussten die Filmemacher einige Änderungen an der Wirklichkeit vornehmen, damit wir wieder ins Kino kommen!