Por que os astrônomos gostam de ponteiros laser verde? [fechadas]

Quando eu estive nas noites de Astronomia para o público no observatório local, eles sempre usavam lasers verdes para apontar as coisas.

Por que existe essa preferência por lasers verdes?

O que há de errado com lasers vermelhos? (Que parecem mais baratos e mais facilmente disponíveis.)

Os ponteiros laser de uso geral são usados ​​para apontar objetos a distâncias menores, por exemplo. Diagrama ou Equações nas apresentações do Powerpoint, de modo que a potência desses ponteiros a laser é bastante limitada / restrita a 5mw (Classe 3A ou IIIa) ou 10mW em algumas regiões. Devido à baixa potência e à pequena abertura dos ponteiros a laser, se você os apontar através do espaço vazio, você poderá vê-los impactar no local onde atinge a superfície.

Então, para apontar estrelas / planetas como no clube de astronomia durante as sessões de observação, esses ponteiros laser de baixa potência não são úteis, pois não há superfície onde o feixe possa atingir e você pode ver o local.

Alguns ponteiros laser de maior potência projetam um feixe visível através da dispersão de partículas de poeira ou gotas de água ao longo do caminho do feixe. Os lasers de maior potência (lasers Classe 3B ou IIIb: maiores que 5mW) e de frequência mais alta (verde ou azul) podem produzir um feixe visível mesmo em ar limpo por causa da "dispersão de Rayleigh" das moléculas de ar, especialmente quando vistas em temperaturas moderadas a altas. - condições de pouca luz. A forte dependência do comprimento de onda da dispersão (~ λ ^ −4) significa que comprimentos de onda mais curtos (verde e azul) são mais dispersos do que comprimentos de onda mais longos (vermelhos).

[A dispersão de Rayleigh é principalmente a dispersão elástica (em colisão a termo) da luz ou outra radiação eletromagnética por partículas muito menores que o comprimento de onda da luz. A dispersão de Rayleigh resulta da polarização elétrica das partículas (separando localmente cargas positivas e negativas por uma pequena distância dentro do átomo, isto é, separando temporariamente o centro da carga positiva e o centro da carga negativa). O campo elétrico oscilante de uma onda de luz atua sobre as cargas dentro de uma partícula, fazendo com que elas se movam na mesma frequência (daí a cor verde). A partícula, portanto, torna-se um pequeno dipolo radiante (ou pequenas fontes de luz) cuja radiação vemos como luz dispersa (o feixe passando do ponteiro para a estrela apontada). ]

A intensidade dessa dispersão aumenta quando esses feixes são vistos de ângulos próximos ao eixo do feixe. (Essa é a razão, se você estiver perto da pessoa que aponta as estrelas no clube de astronomia, poderá ver o raio brilhante e claramente, enquanto as pessoas que estão afastadas mal conseguem vê-lo. Portanto, sempre fique perto do apresentador, mas evite o contato com os olhos. :-))

O brilho aparente de um ponto de um feixe de laser depende da potência óptica do laser, da refletividade da superfície e da resposta cromática do olho humano. Para a mesma potência óptica, a luz verde do laser parecerá mais brilhante do que outras cores, porque o olho humano é mais sensível a níveis baixos de luz na região verde do espectro (comprimento de onda 520-570 nm). O pigmento mais sensível, rodopsina, tem um pico de resposta a 500 nm. A sensibilidade diminui para comprimentos de onda mais vermelhos ou azuis.

Além disso, os ponteiros laser verde são de potência moderada (suficiente para espalhar Rayleigh em ar limpo), são compactos e relativamente mais baratos que os azuis (mesmo que o olho humano seja menos sensível à cor azul, o laser azul é um pouco mais caro que o verde 1.)

Evite o contato com os olhos e não os aponte para a aeronave. As pessoas foram condenadas a até cinco anos de prisão por apontarem um laser verde para uma aeronave.

Os indicadores de laser verde são ótimos para os astrônomos, porque na potência mais comum (5-15mw para laser de 500-532nm para consumidor), o feixe é visível na maioria das configurações de "céu escuro". Custo para um simples laser verde com um feixe visível ~ $ 15

Por outro lado, os lasers vermelhos têm uma potência média de cerca de 3mw, mais comumente indicada com o consumidor em mente como <5mw. Para que um vermelho (632-660nm) tenha um feixe visível (a olho nu), o laser precisaria ter uma saída significativamente maior, da ordem de 50-150mw. Custo para um laser vermelho "simples" com um feixe visível ~ $ 200

O problema é que qualquer laser com saída> 15mw é considerado classe IV e há fortes restrições sobre isso na maioria dos países. Existem alguns lugares que contornam as restrições da classe IV e as vendem como a classe IIIb menor, mas, pelo que sei, não existem lasers vermelhos flutuando que se encaixam nessa categoria. Custo para laser vermelho de "alta potência classe IIIb" ~ $ 70

Com isso dito, há uma preferência por lasers verdes por razões de custo e segurança.

Pessoalmente, prefiro meu laser vermelho, no entanto, fazer com que todos usem óculos escuros de proteção à noite é mais do que complicar uma tarefa simples de apontar objetos estelares e, ao mesmo tempo, hilário, ver as pessoas tentando descobrir o que o laser está apontando, como o raio é tudo o que eles verão com os óculos. Sem os óculos de segurança, olhar indiretamente para o feixe do laser de 12Mw pode causar sérios danos ... novamente, é por isso que os astrônomos usam um simples laser verde.

Você já tentou lançar um laser vermelho no céu? Se você tem, você não vê nada. Agora, se você tentar lançar um laser verde no céu, verá o feixe riscando o infinito.

Isso ocorre porque os lasers verdes são muito mais fortes que os lasers vermelhos. Lasers vermelhos são usados ​​com tanta frequência na vida cotidiana porque não são muito perigosos.

A cor vermelha está próxima ao espectro infravermelho, que é uma energia menor que o espectro visível. Isso significa que, quando um fóton de luz laser vermelha atinge uma partícula de ar ou poeira, é apenas absorvido.

A cor verde, no entanto, está muito além do espectro, o que significa que é uma energia maior que a cor vermelha. Quando um fóton de luz verde do laser atinge uma partícula de ar, ele é absorvido. Então, porque é tão alta energia, é reemitida. Ou, em termos leigos, o feixe reflete as partículas de ar.

Essa dispersão é conhecida como dispersão de Rayleigh .

Essa reflexão é usada para que os astrônomos possam rastrear o feixe até onde está sendo apontado. Isso é útil para encontrar estrelas, galáxias e toda uma maneira de outros objetos celestes.

PS

Se você quisesse o laser visível mais poderoso, teria que optar por um laser ultravioleta próximo. Obviamente, para gerar esse feixe, você precisaria de energia ilegal na maioria dos países.