Hogyan lehet lathatova tenni a lezesugarat?

Gondolom a fénycsíkot akarod látni ahogy terjed és nem egyszerűen a fényét, de ezt nem írtad le valamiért.

Ha látható hullámhosszról van szó és nem akarod vagy tudod a levegőbe juttatott anyaggal megoldani akkor kevés lehetőséged maradt.

Menj sötét ködös vagy füstös helyre és világíts vele ott.

Egyébként a nagyobb teljesítményű sugara látható átlagosan tiszta levegőben is. Sajnos azonban néhány mW teljesítmény fölött veszélyes lézerrel játszadozni.

Gőz és füst ugyanaz, mint a légfrissítő. Azért látod a lézer "csíkját", mert a fotonok, amelyek elhagyták az őket kibocsátó forrást szóródnak a levegőben. Hogy miképp és mekkora részük szóródik az több dolog függvénye. Teljesen tiszta, szép időben a zenit fele világítva a fotonok ~15-20%-a szóródik bizonyos feltételezésekkel. Ekkor a szóródás fajtája Rayleigh-szórás. Amikor a levegőben sok az aeroszol, akkor a fentebb írt százalék növekszik. Természetes aeroszol a felhő, köd és a füst is. Aeroszol gyakorlatilag minden olyan szilárd anyag (nem nemesfém), ami porrá van őrölve és úgy kerül a levegőbe. Innentől kezdve megfelelően apróra darált teheneket is dobálhatnál a levegőbe, akkor is láthatnád a lézer "csíkját". Az aeroszolok mérete is meghatározó a szóródás során, Rayleigh-szórásról csak akkor beszélhetünk, ha a fény hullámhosszánál jóval kisebb kiterjedésű részecskén szóródik a foton. Amikor megközelítőleg megegyezik a fény hullámhossza a részecske méretével, akkor beszélünk Mie-szórásról, afelett meg geometriai szórás van. Mie-szórás a jellemzőbb a természetben. Ezek a szórások csak a valószínűségi eloszlásaikban különböznek, tehát más és más súllyal kerülnek latba az egyes irányok a szóródás során.

Így máris értjük, hogy amikor füstöt fújunk a lézer útjába, akkor miért látjuk. Tiszta levegőben sokkal kevesebb az aeroszol, mint a füsttel dúsítottban, sok aeroszolon több részecske szóródik, így jobban látható lesz a lézer fénye. Ugye mi csak azokat a fotonokat tudjuk detektálni, amik közvetlen felénk indulnak, de így sem történhet olyan, hogy máshol látjuk a lézer fényét, mert a foton szabad úthossza nagy értékkel bíró mennyiség, több tíz kilométeres nagyságú út, így statisztikailag elhanyagolható az a fotonmenyiség, ami szóródik a lézer vonala és a megfigyelő szeme között, érzékelhetetlen. Tehát ilyen esetekben elegendő elsőrendű szóródásról beszélnünk, de vannak nagyobb rendű szóródások is, ez az oka annak, hogy ha az ember este a sötétben világit egy lézerrel, akkor a környező tér fényessége megnövekszik (még ha szabad szemmel nem is látható kis teljesítmény miatt valószínűleg mérhető). 5 mW-os lézerek már komoly teljesítményűeknek számítanak, ha jól tudom még törvényrendelet is tiltja a nagyobbak készítését, mert mondjuk pilótáknak ez gondot okozhat, már ha rájuk világítunk. 5mW-os lézer 1 másodperc alatt lead 5mJ energiát. Vegyünk tipikus zöld fényt, legyen a hullámhossza 500 nm, akkor a frekvenciája ~6*10^14, akkor energiája: 4*10^{-19} J. Ez azt jelenti, hogy másodpercenként 0.005/4*10^{-19}=1,25*10^{16} db foton hagyja el a lézert. Ez brutális nagyságú szám, de így érthető lesz az, amit már fentebb is írtak. Mivel élünk, feltételezhetjük, hogy van körülöttünk valamilyen légkör, az pedig részekékből tevődik össze. Ennek nagyon kicsi a sűrűsége ~1.2 kg/m^3. Ez elég ritkás ugyebár, de ezen is szóródik a lézer fénye csak olyan kevéske szóródik, hogy mi nem vagyunk képesek érdemben detektálni, na de ha több foton küldök be a légkörbe, akkor több fog szóródni is, ergo látni fogom ugyanolyan légkörben a nagyobb teljesítményű lézert, ahol a kisebb teljesítményűt nem láttam. Nyilván ez ugyanarról szól, mint a fenti gondolatok. Több szóródás --> nagyobb valószínűséggel tudom detektálni. Az már más kérdés, hogy ezt nagyobb teljesítménnyel vagy aeroszolosabb légkörrel valósítom meg. Amiért nem látszik sokáig az a Brown-mozgás és a légmozgás, gyorsan szétmegy a nagy aeroszol koncentrációjú légkörrész. Azt tudnám tanácsolni, hogy mondjuk fogass be három cigarettát egy satuba, gyújtsd meg és hagyd füstölni őket. Mindezt nyugodt légkör mellett és a felettük lévő füstbe világíts. Így gyakorlatilag biztosítod a megfelelő aeroszol koncentrációjú légkört magadnak. Persze ez környezetszennyezés, a sok aeroszol nem jó nekünk(lásd: globális felmelegedés), de ezt úgy elég sok ember lesza... Pedig annyira mégse kéne, mert hát a természetnek hóót mindegy, hogy van-e aeroszol a légkörben, neki úgysem lesz baja, ő a természet, neki ez a része, ellenben mi emberek vagyunk nagyon-nagyon érzékenyek a környezeti hatásokra, szóval ezért kéne vigyázni. Szerintem a környezetvédelem inkább embervédelem, de ez csak a személyes véleményem.

Hozzátenném, hogy nagyobb teljesítményű (mondjuk ami már egy papírdarabot égetni, lyukasztani tud) lézernél én mindenképpen valami olyan füst- vagy ködforrást ajánlanék, ami nem éghető aeroszolt produkál. A cigarettafüst erre jó, szárazjég párája szintén jó, de mondjuk egy erősen éghető, sőt robbanásveszélyes légfrissítőt, parfümdezodort én nem mernék használni.

Előfordulhat, hogy a spray-flakonod fújás közben átmegy lángszóróba, ami jó esetben csak meglepetés-indukált barna csíkot húz hátul az alsógatyádba, de rosszabb esetben remek kis pajtatüzet hozhatsz össze, a hozzá tartozó lassan gyógyuló égési sérülésekkel.

Egy noname, játék célú lézerpointer is lehet ehhez elég erős, Kínában nem feltétlenül tartják be az előírt teljesítményhatárokat.

A papírlapot égető teljesítmény 1W fölött van.

Ekkora teljesítményűhöz nem kell semmilyen aeroszol. Alapból lehet látni a sugarat még világosban is.

De ilyennel a retinára is lehet szép pontokat és csíkokat rajzolni, úgyhogy olyan mint a medve: NEM játék!