Почему красная указка не годится для звездоуказания

[nickas]

Леша пятерка по физике!

[Darth Maul]

Леша пятерка по физике!

Да какое там, в школе ленился и выше четверки не имел... Жаль нет под рукой красного и фиолетового лазера идентичного по мощности с зеленым, можно было бы провести фото эксперементы, тогда многое можно было бы расставить по местам.

[Shandrik]

Нам нужно определить величину произведения трех множителей: мощность лазера, чувствительность глаза на длине волны лазера и рассеяние на на длине волны лазера.

Кстати, что такое рассеяние.

[Самодуров Владимир]

Астрономы, физики, блин... Противотуманные фары какого цвета, а? Желтого. Могли бы, так и красного бы сделали - но уж очень неестественный цвет. А почему противотуманка с более длинными волнами света, а? Потому что более длинные волны лучше огибают мельчайшие капельки воды (и пылинки, соответственно). Именно поэтому , в частности, на красных фильтрах звезды  лучше просвечивают сквозь газово-пылевые туманности, а в инфракрасных - ващще ляпота - центр Галактики виден.
А здесь же - обратная ситуация - лазер с более короткой длиной волны активно подсвечивает всю пыль в воздухе - и вот вам "зеленый меч джедая", уткнувшийся прямо в звезду... У красного лазера этот эффект будет гора-а-а-здо слабее - именно потому, что пыль он будет подсвечивать лишь самую крупную. А про чувствительность/нечуствительность глаза к красному цвету - это тоже, видимо, имеет место быть, но этот эффект - второго порядка.

Кстати, в свое время Перельман даже рекомендовал посидеть в комнате со слабым красным освещением перед выходом на астронаблюдения - глаза после этого быстрее адаптируются к темному небу - не за 45 минут, а за 10-15 всего. Хотя это не совсем в кассу обсуждения, просто к слову пришлось. 

[Stepa]

Теория Ми в действии, одним словом.

[sem2009]

Астрономы, физики, блин...

Да уж!!!

А здесь же - обратная ситуация - лазер с более короткой длиной волны активно подсвечивает всю пыль в воздухе - и вот вам "зеленый меч джедая", уткнувшийся прямо в звезду... У красного лазера этот эффект будет гора-а-а-здо слабее - именно потому, что пыль он будет подсвечивать лишь самую крупную. А про чувствительность/нечуствительность глаза к красному цвету - это тоже, видимо, имеет место быть, но этот эффект - второго порядка.

Пошла в ход осадная артиллерия школьного курса физики! Только совсем не в тему.
(1) Доступные во всех ларьках указки с красным лазером просто много менее мощные, чем с зеленым. Отсюда лучшая видимость последних. Но даже и среди зеленых любители предпочитают более мощные для "звездоуказания".
(2) От пыли и взвесей примерно одинаково отражаются и красный, и зеленый, и синий. Степень же молекулярного (релеевского) рассеивания (именно тут в первую сказывается длина волны) вообще мало важна: у красного луча рассеивание произойдет позже, но зато имеет и больше шансов вернуться - баш-на-баш.
(3) Ну и конечно нельзя отмахиваться от почти десятикратной разницы в чувствительности глаза к зеленому и красному.

[Darth Maul]

2 Самодуров Владимир

А здесь же - обратная ситуация - лазер с более короткой длиной волны активно подсвечивает всю пыль в воздухе - и вот вам "зеленый меч джедая", уткнувшийся прямо в звезду... У красного лазера этот эффект будет гора-а-а-здо слабее - именно потому, что пыль он будет подсвечивать лишь самую крупную.

Владимир, но тогда, логично предположить, что фиолетовый лазер будет виден лучше всего!
2 Туен

(1) Доступные во всех ларьках указки с красным лазером просто много менее мощные, чем с зеленым. Отсюда лучшая видимость последних. Но даже и среди зеленых любители предпочитают более мощные для "звездоуказания"

Не совесем так, я уже говорил, что линейка мощностей у красных зеленых и фиолетовых лазеров одинакова и лазеры из ларьков я в расчет не беру. В плане "звездоуказания" оптимальная мощность не выше 50мВт, иначе лазер нарушает темновую адаптацию. Сейчас играюсь 125мВт, так это уже "прожектор"!

(3) Ну и конечно нельзя отмахиваться от почти десятикратной разницы в чувствительности глаза к зеленому и красному.

Вот это я и считаю основной причиной видимости зеленого луча.

[Самодуров Владимир]

(2) От пыли и взвесей примерно одинаково отражаются и красный, и зеленый, и синий.

В корне не согласен (еще раз вспоминаем про желтые противотуманки - чего же их зелеными не делают?)  , но спорить дальше не буду. 

Владимир, но тогда, логично предположить, что фиолетовый лазер будет виден лучше всего!

Фиолетового я никогда не видел (бывает такой вообще, кстати?), а вот синий - тоже прекрасно виден в атмосфере.
И к фиолетовому применимо (я это и не отрицал, кстати) -

(3) Ну и конечно нельзя отмахиваться от почти десятикратной разницы в чувствительности глаза к зеленому и красному.

- для фиолетовый vs зеленый тоже играет роль, но все же для первого случая (красный vs зеленый) это менее критично.

[ilya]

(2) От пыли и взвесей примерно одинаково отражаются и красный, и зеленый, и синий.

В корне не согласен (еще раз вспоминаем про желтые противотуманки - чего же их зелеными не делают?)  , но спорить дальше не буду. 

Водяные частицы (и сходные с ними по размеру пылинки и аэрозоли) ,действительно, рассеивают свет нейтрально.Но при уменьшении размера частицы,когда она становится заметно меньше длины волны коэффициент рассеяния снова становится обратно пропорционален четвертой степени длины волны.

Степень же молекулярного (релеевского) рассеивания (именно тут в первую сказывается длина волны) вообще мало важна: у красного луча рассеивание произойдет позже, но зато имеет и больше шансов вернуться - баш-на-баш.

Рэлеевское рассеяние все таки играет важную роль в оптике атмосферы.Мне кажется так отмахиваться от него нельзя.

[Грехов Михаил]

Кстати... очки часто для горнолыжников делают жёлтыми типа для повышения видимости. но чёт я их надевал и принципиальной разницы видимости объектов, находящихся в дымке, не заметил так же как и при применении противотуманок (разве что если фары не ксеноновые-с голубизной)

Основной эффект думаю это всё-же большая (в десятки и сотни раз) мощность излучения и восприятие зелёного цвета глазом значительно более эффективно, чем красного)

Ну и влияет ещё думаю общая запылённость и концентрация пыли и аэрозоли в воздухе. Говорят типа, что зелёный в городском смоге и тот же зелёный в горах-совсем разные ощущения... даже видел таблицу в которой была зависимость желаемой мощности лазера от того в насколько чистом воздухе он используется... немудрено, что в лампочках быть может газ типа аргон (криптон) очень высокой механической чистоты, наверное там вся пыль осаждена на колбу или выжжена спиралью лампы уже давно.

[Самодуров Владимир]

Астрономическое дополнение, чтобы не быть голословным.
Идем сюда: http://skyview.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/skvbasic.pl , вводим координаты 21 41 59,  65 52 48 (эпохи 1950.0 - это Lkh 234 - там вокруг туманность, и там водяной мазер наблюдается, поэтому он мне очень дорог  ), выбираем в окнах диапазонов
Optical
DSS1 Blue
DSS1 Red
DSS2 Blue
DSS2 Red

(это Паломарские обзоры всего неба в разные годы, там еще можно, например,
DSS2 Ir
захватить, тоже очень наглядно, но там снимок со слабым контрастом,  и я не стал его приводить, к тому же - только 4 вложения можно)

И - теперь смотрим, где космического тумана/пыли меньше, а звезды четче - в красных фильтрах или в синих? 
 

[pterodaktil]

Луч лазера светит только рассеиваясь на  частицах пыли/тумана (нужное подчеркнуть). А про рассеяние на пыли написал Владимир. По поводу опыта с лампочкой: в чистом газе лазер может быть виден благодаря благодаря рэлеевскому рассеянию (но это д.б. очень мощный лазер, чтобы его увидеть). Еще по идее на свечение в чистом газе влияет эффект Рамана, но это уже гораздо более слабый эффект

[sem2009]

(2) От пыли и взвесей примерно одинаково отражаются и красный, и зеленый, и синий.

В корне не согласен (еще раз вспоминаем про желтые противотуманки - чего же их зелеными не делают?)

Зелеными? Ну вы даете!
Это чтобы эффективнее путать противотуманки встречных с разрешающимпи сигналами светофора?  
Кроме законов оптики есть еще и другие, часто не менее важные законы...

Владимир, но тогда, логично предположить, что фиолетовый лазер будет виден лучше всего!

Фиолетового я никогда не видел (бывает такой вообще, кстати?), а вот синий - тоже прекрасно виден в атмосфере.
И к фиолетовому применимо (я это и не отрицал, кстати) -

(3) Ну и конечно нельзя отмахиваться от почти десятикратной разницы в чувствительности глаза к зеленому и красному.

- для фиолетовый vs зеленый тоже играет роль, но все же для первого случая (красный vs зеленый) это менее критично.

От максимума чувствительности на 510 нм к красному на 670 нм (обычная длинна волны красной указки) глаз в сумерках теряет в чувствительности примерно 97%, то есть отношение 30:1! Уж и не знаю насколько это критично и для кого...

И - теперь смотрим, где космического тумана/пыли меньше, а звезды четче - в красных фильтрах или в синих? 

Вы полагаете лазером подсвечивать туманности вокруг звезд?  

[Самодуров Владимир]

И - теперь смотрим, где космического тумана/пыли меньше, а звезды четче - в красных фильтрах или в синих? 

Вы полагаете лазером подсвечивать туманности вокруг звезд?  

Вы ведь все прекрасно поняли.  Я о том, что пыль сильнее отражает коротковолновые лучи, соотвественно, они сильнее рассеиваются во все стороны от пылинок и потому и лучше видны (по сравнению с более длинноволновыми) также и в нашей атмосфере. 

От максимума чувствительности на 510 нм к красному на 670 нм (обычная длинна волны красной указки) глаз в сумерках теряет в чувствительности примерно 97%, то есть отношение 30:1! Уж и не знаю насколько это критично и для кого...

Видимо, я нечетко выразился. Я имел ввиду - критично для наблюдаемого эффекта - различия видимости лучей разного цвета для глаза в атмосфере. Я стою на том, что в первую очередь это различие обеспечивается именно более сильным рассеянием пылью более коротких лучей, и уже лишь только во вторую - разной чувствительностью глаза.
Можно ведь, кстати, и чистый эксперимент провести - взять красный лазер помощнее на порядок зеленого - да и глянуть, какой будет лучше виден в атмосфере.  Вот тогда и будет понятно, какой эффект более знАчим.   

Ну да ладно, я свои аргументы привел, больше мне сказать нечего. 

[ilya]

В нашей атмосфере в рассеяние коротковолновой части солнечного основную роль вносят молекулы.Частицы,содержащиеся в приземных слоях,тумане,дымке и.т.д. значительно крупнее.Поэтому их чувствительность к длине волны слабее,чем в случае рэлеевского рассеяния.В случае же совсем больших частиц типа микрокапелек воды рассеяние вообще происходит нейтрально.То есть аналогия между рассеянием света звезды туманностью и луча лазерной указки в атмосфере,на мой взгляд не совсем уместна.

[Самодуров Владимир]

В нашей атмосфере в рассеяние коротковолновой части солнечного основную роль вносят молекулы.Частицы,содержащиеся в приземных слоях,тумане,дымке и.т.д. значительно крупнее.Поэтому их чувствительность к длине волны слабее,чем в случае рэлеевского рассеяния.

Почему, не поясните? Давайте танцевать от печки. Какой размер пылинок и какой молекул? Размер пылинок - порядка микрона (10^-6 метра), размер молекул порядка 10^-10 - 10^-9  метра. Длина волны в оптике - опять таки порядка микрона. И какой размер ближе к длине волны - молекул или пылинок?    Где я ошибаюсь?

[pterodaktil]

Тогда объясните почему луч указки не виден в  условно чистом воздухе, но прекрасно виден в тумане или дыму.

В нашей атмосфере в рассеяние коротковолновой части солнечного основную роль вносят молекулы.Частицы,содержащиеся в приземных слоях,тумане,дымке и.т.д. значительно крупнее.Поэтому их чувствительность к длине волны слабее,чем в случае рэлеевского рассеяния.В случае же совсем больших частиц типа микрокапелек воды рассеяние вообще происходит нейтрально.То есть аналогия между рассеянием света звезды туманностью и луча лазерной указки в атмосфере,на мой взгляд не совсем уместна.

Да, красная указка не годится для звездоуказания, только мощность надо чуток поболе милливатт так 500

[AlAn]

2 Самодуров Владимир

А здесь же - обратная ситуация - лазер с более короткой длиной волны активно подсвечивает всю пыль в воздухе - и вот вам "зеленый меч джедая", уткнувшийся прямо в звезду... У красного лазера этот эффект будет гора-а-а-здо слабее - именно потому, что пыль он будет подсвечивать лишь самую крупную.

Владимир, но тогда, логично предположить, что фиолетовый лазер будет виден лучше всего!
2 Туен

(1) Доступные во всех ларьках указки с красным лазером просто много менее мощные, чем с зеленым. Отсюда лучшая видимость последних. Но даже и среди зеленых любители предпочитают более мощные для "звездоуказания"

Не совесем так, я уже говорил, что линейка мощностей у красных зеленых и фиолетовых лазеров одинакова и лазеры из ларьков я в расчет не беру. В плане "звездоуказания" оптимальная мощность не выше 50мВт, иначе лазер нарушает темновую адаптацию. Сейчас играюсь 125мВт, так это уже "прожектор"!

(3) Ну и конечно нельзя отмахиваться от почти десятикратной разницы в чувствительности глаза к зеленому и красному.

Вот это я и считаю основной причиной видимости зеленого луча.

Леша, чего мучаться? На ближайшие наблюдения возьми красный 5мВт лазер, посвети на небо, и попроси курящего товарища дунуть дымом на луч. Откуда только спектральная чувствительность глаза возмется, но луч в дыму ты увидишь. Я такой опыт делал.

[pterodaktil]

Да, 300 мвт красный лазер прекрасно виден сбоку

http://lasers.org.ru/laser-pointers/70-laser300mw.html статья про лазер

[recarrion]

2 Самодуров Владимир

А здесь же - обратная ситуация - лазер с более короткой длиной волны активно подсвечивает всю пыль в воздухе - и вот вам "зеленый меч джедая", уткнувшийся прямо в звезду... У красного лазера этот эффект будет гора-а-а-здо слабее - именно потому, что пыль он будет подсвечивать лишь самую крупную.

Владимир, но тогда, логично предположить, что фиолетовый лазер будет виден лучше всего!
2 Туен

(1) Доступные во всех ларьках указки с красным лазером просто много менее мощные, чем с зеленым. Отсюда лучшая видимость последних. Но даже и среди зеленых любители предпочитают более мощные для "звездоуказания"

Не совесем так, я уже говорил, что линейка мощностей у красных зеленых и фиолетовых лазеров одинакова и лазеры из ларьков я в расчет не беру. В плане "звездоуказания" оптимальная мощность не выше 50мВт, иначе лазер нарушает темновую адаптацию. Сейчас играюсь 125мВт, так это уже "прожектор"!

(3) Ну и конечно нельзя отмахиваться от почти десятикратной разницы в чувствительности глаза к зеленому и красному.

Вот это я и считаю основной причиной видимости зеленого луча.

Леша, чего мучаться? На ближайшие наблюдения возьми красный 5мВт лазер, посвети на небо, и попроси курящего товарища дунуть дымом на луч. Откуда только спектральная чувствительность глаза возмется, но луч в дыму ты увидишь. Я такой опыт делал.

А потом на 5мВт зелёный луч. И сравнить, что ярче.