Солнце и лазер

Источники электромагнитной лучистой) энергии — Солнце и оптические квантовые генераторы (лазеры). [c.43]

В данной главе дается краткое описание основных явлений и эффектов взаимодействия оптических волн с атмосферой. При этом главное внимание уделяется тому интервалу оптического диапазона электромагнитных волн, в котором сосредоточена доминирующая часть излучений Солнца и Земли, а также искусственных источников (в том числе лазеров), а именно интервалу длин волн в пределах 0,3—15 мкм. Рассмотрение проводится в приближении линейной оптики атмосферы. Вопросам нелинейного взаимодействия оптической волны с атмосферой посвящена специальная монография настоящей серии. [c.7]

Поскольку атомная бомба, естественно, не подходит для инициирования управляемой термоядерной реакции, а лазеры необходимой мощности пока еще не сконструированы, наиболее доступным способом нужного нагрева плазмы является использование для этих целей мощных импульсов электрического напряжения, скажем, 10 —105 Б JJ продолжительностью в несколько тысячных долей секунды. Серия подобных импульсов, пропущенных через газообразный дейтерий, полностью его ионизирует и за малую долю секунды доводит температуру до нескольких миллионов градусов. При таких температурах действительно происходят некоторые реакции ядерного синтеза, а при температуре порядка 15 миллионов градусов, как мы знаем, в Солнце [c.106]

По одному из вариантов установку предполагается разместить на двух искусственных спутниках Земли, находящихся на экваториальной геостационарной орбите, удаленной от поверхности Земли на 41 ООО км. Спутники, перемещаясь по орбите с востока на запад будут вращаться синхронно с Землей, находясь постоянно над одной и той же точкой планеты. Расположение спутников под углом 21° обеспечивает непрерывное энергоснабжение независимо от тени Земли. Поверхность преобразователей постоянно ориентируется на Солнце с помощью лазеров [112]. [c.113]

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) обладают очень высокой спектральной мощностью излучения, так что эффективные температуры их излучения составляют 10 — 10 - К, что в 10 —10 раз превышает эффективную температуру Солнца. Высокая когерентность и острая направленность излучения ОКГ дают возможность эффективного их использования для связи, получения высоких температур в малых объемах, для оптической диагностики газовых потоков и т. д. Данные по лазерным переходам и другим характеристикам в нейтральных, ионизированных и молекулярных газах в кристаллах, в лазерах на основе стекол, на полупроводниках, в жидкостях и в химических красителях представлены в [5] и в табл. 6.16. [c.231]

Для сравнения если взять лазер мощностью всего в 10 Вт и сфокусировать его луч на площади в 2 мкм , то плотность потока будет равна 10 Вт/м . Солнце же имеет плотность потока на своей поверхности всего 7 10 Вт/мт. е. меньше почти в 10 ООО раз. Сфокусировать излучение Солнца на площадь малых размеров не удается, потому что оно не является точечным источником излучения. Его угловой размер около половины градуса, и, следовательно, в фокальном пятне не может быть получена плотность потока больше, чем на самом источнике. [c.27]

В качестве последнего возьмем Солнце. Известно, что оно излучает очень много энергии. По формуле М. Планка подсчитано, что полная мощность излучения Солнца (мощность излучения, собранная со всех длин волн) составляет 7000 Вт с каждого сантиметра его поверхности — величина сама по себе довольно значительная. Но эта энергия распределена в широком спектральном диапазоне длин волн, что хорошо видно на рис. 6. Там показано, что излучение распространяется от 0,25 до 1,8 мкм и далее. Эти границы не являются строгими, лишь участок видимого излучения определен более четко, он составляет интервал от 0,38 до 0,77 мкм — границы, в пределах которых человеческий глаз обнаруживает излучение. Видимый участок перекрывает диапазон частот до 3,5-10 МГц. Какая же доля ото всей энергии приходится на полосу в 1 МГц Расчеты показывают, что в полосе 1 МГц на Я = 0,55 мкм квадратный сантиметр Солнца имеет излучаемую мощность всего 10 Вт. А это очень незначительная мощность, если иметь в виду, что обычный промышленный радиопередатчик излучает до 10 кВт. На рисунке представлены излучения двух лазеров твердотельного с рубином в качестве активного вещества и газового (на гелий-неоновой смеси). Видно, что если сол- [c.21]

Мощность лазеров быстро возрастает и измеряется киловаттами при непрерывном излучении при импульсном излучении мощность их достигает и превышает 10 вт/см поперечного сечения луча, т. е. она выше мощности излучения поверхности Солнца в 105+10 раз. [c.197]

Солнце, звёзды, атмосферные разряды и др., а также люминесцирующие объекты животного и растит, мира (см. Люминесценция). Искусственные И.о. и. различаются в зависимости от того, какой процесс лежит в основе получения эл.-магн. излучения оптич. диапазона. И. о. и. могут быть когерентны и некогерентны (см. Когерентность). Временной и пространств, когерентностью обладает только излучение лазеров. Излучение остальных И. о. и. представляет собой суммарный эффект независимых актов спонтанного испускания совокупности возбуждённых атомов и молекул. Неодновременность актов испускания приводит к хаотичному распределению фаз волн, излучаемых отд. атомами, т. е. к некогерентности их излучения. [c.236]

Большая выходная мощность лазера и узкий интервал частот приводят к значительной спектральной яркости луча, которая в миллионы раз выше спектральной яркости Солнца [9]. [c.23]

Излучение окружающего фона. Источниками некогерентного излучения окружающего фона являются Солнце, Луна, планеты и звезды. Установлено, что полное излучение небесной сферы на земную поверхность 10 ° Вт/см . Полное солнечное излучение на земную поверхность 0,13 Вт/см , а отраженное излучение от Луны примерно в 10 раз меньше. Имеется также отраженный солнечный свет от других поверхностей в течение дневного времени. Величина эффективного излучения на типовых данных волн лазеров на фото-смесителе может быть подсчитана, если известна приблизительно температура источника, при рассмотрении его в качестве абсолютно черного тела. В табл. 10.2 приведены примерные плотности мощности окружающего фона [43]. [c.203]

Экспериментальные результаты, полученные Майкельсоном и Морли, противоречат тому, что мы могли бы ожидать, основываясь на преобразовании Галилея. В течение 80 лет после их опытов подобные опыты повторялись (с видоизменениями) для света различных длин волн, для света звезд или для предельно монохроматического света современного лазера. Они проводились на большой высоте и под землей, на различных континентах и в различное время года. В результате этих опытов скорость движения Земли относительно эфира следует считать равной нулю с возможной ошибкой менее 10 см/с, т. е. менее одной тысячной от скорости орбитального движения Земли вокруг Солнца, так как с такой точностью равны между собой значения скорости света по направлению движения Земли и против него. [c.336]

Тепловые И. о. и. имеют сплошной спектр и энергетич. характеристики, описываемые законами теплового излучения, в к-рых осн. параметрами являются темп-ра Т м коэф. излучения светящегося тела е (Я,, Т). С повышением Т быстро возрастают Lg и М а спектральные плотности этих величин, а их максимум смещается в коротковолновую область. В пределе е(Я.) = 1 достигается излучение абсолютно чёрного тела, что близко выполняется, напр., для Солнца (Гг-б-Ю К, Lj,==2-10 кд/м , р=1,37 кВт/м — вне атмосферы), излучение к-рого используется в теплофиз. и энергетич. гелиоустановках, а также может применяться для накачки лазеров, В искусств, тепловых И. о. и. излучающее тело нагревается электрич. током или в результате выделения энергии в хим. реакциях горения. [c.221]

Отражательные голограммы можно восстанавливать белым светом даже от таких источников, как солнце или фара. Цвет, в котором восстанавливается голограмма, определяется шагом полос, установленным при записи. Существует еще одна проблема, связанная с тем, что при проявлении большинство фотографических эмульсий претерпевает усадку поэтому после сушки шаг полос фактически оказывается меньше шага, установленного при записи. Голограмма, записанная в красном свете гелий-неонового лазера, восстанавливается в зеленом или желтом цвете. Понятно, что большая усадка голограммы, записанной в зеленом или синем свете, приведет к изменению цвета восстановленного изображения, который может уйти далеко в фиолетовую область и оказаться за пределом чувствительности человеческого глаза. Усадка одних фотографических материалов больше, других — меньше, а некоторые материалы, например бихромированная желатина, при проявлении даже расширяются. Таким образом, на бихромированную желатину надо записывать в более коротковолновом свете к счастью, она чувствительна именно в сине-фиолетовой области спектра. В 9.1 рассмотрены более детально характеристики этих фотографических материалов. [c.490]

Повсюду мы встречаемся с источниками излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов. Такими источниками являются Солнце, лампы накаливания, люминесцентные лампы, лазерые источники излучения и др. Даже хорошо нам знакомый паяльник является источником излучения. Он излучает тепло, а это и есть инфракрасные волны. Физики еще в прошлом веке установили основные законы излучения. [c.20]

Лазеры излучают направленный пучок когерентного света высокой монохроматичности Пучок этот имеет очень большую яркость и значительную мощность излучения. Так, световой луч лазера в 10 раз ярче лучей солнца. Плотность энергии луча лазера, сфокусированного нри помощи оптического устройства, достигает 10 вт1м . Луч с такой плотностью энергии мгновенно испаряет металлы. При установке на пути луча лазера небольшой оптической системы он может быть сфокусирован так, что диаметр его поперечного сечения будет составлять несколько микрон. [c.233]

Однако при малой плотности газов в них нельзя получить столь же большие концентрации возбужденных атомов, а потому и столь же большие импульсные мощности излучения, как в твердых телах. Так, выходная мощность гелий-неонового лазера в непрерывном режиме обычно составляет от десяти до нескольких сот милливат. Однако, ввиду высокой монохроматичности и направленности излучения, эта величина все ке громадна по сравнению с тем, что могут дать тепловые источники света. Она соответствует эффективной температуре излучения, превышающей температуру Солнца примерно в 10 —10 раз (см. задачу 2 к предыдущему параграфу). Впрочем, в непрерывном режиме инфракрасный лазер на СОа может генерировать до 10 кВт, а ионный аргоновый лазер в видимой области—до -"- I кВт. В импульсном режиме мощность этих лазеров может составлять несколько сот киловатт. [c.723]

Стоит упомянуть о работе Института физики АН БССР, проводимой совместно с Институтом генетики и цитологии АН БССР, а также с Институтом микробиологии и эпидемиологии Министерства здравоохранения БССР. Казалось очевидным, что при воздействии мощного лазерного излучения живые клетки, бактерии, микробы могут погибнуть. На этом, кстати, основана лазерная дезинфекция (так же, как и под действием лучей солнца, кварцевых ламп). Однако оказалось, что в некоторых специальных условиях облучения наблюдается не гибель, а ускоренное размножение клеток. При решении проблемы был использован богатый опыт работы с лазерами на красителях, позволяющими перестраивать частоту излу- [c.66]

Здесь, как и выше, выражено в метрах, — в джоулях и к(Ю — в обратных метрах. Если предположить те же погодные .словня, так что /г(/ )я 10- М для длины волны 308 нм, то для тех же значений выходной энергии лазера получим прерывистые кривые (рис. 8.3). Сравнение кривых пороговой концентрации молекул СО для одного и того же лидара, работающего в условиях, когда сигнал ограничен дробовым и фоновым шумом, ясно показывает преимущество условий работы в первом случае. К сожалению, энергетическая яркость освещенных солнцем облаков для больших длин волн может оказаться на порядок величины больше, чем приведенная выше цифра [270]. В то же время энергетическая яркость ясного безлунного ночного неба обычно в 10 раз меньше. [c.327]

Свободный гидроксильный радикал ОН считается одной из наиболее химически активной примесной компоненты атмосферы. Полагают, что он в мировом масщтабе управляет превращением СО в СОг, а также является важным посредником в фотохимическом формировании смога. В стратосфере ОН принимает участие в каталитических процессах разрущения озона, которые регулируют концентрацию Оз как в нижней мезосфере, так и в верхней стратосфере. Было показано [348, 18], что флюоресценция ОН, создаваемая лазером, позволяет обнаруживать очень малые концентрации ОН ( 10 см ). Хотя авторы последней работы использовали прибор, установленный на самолете, считалось, что обе группы занимались измерениями in situ. Было также предложено [300, 302] установить на баллон флюоресцентный лидар для дистанционного мониторинга содержания ОН в стратосфере Недавно такой эксперимент был успешно выполнен. Его результаты свидетельствуют о существовании на высотах выще 34—37 км временных вариаций концентрации гидроксильного радикала ог 40-10- вскоре после полудня до 5 -10" спустя 2 ч после захода Солнца. [c.385]

Очень широка сфера практич. применения приборов, основанных на квант, оптич. явлениях,— фотоэлементов и фотоэлектронных умножителей, фотосопротивлений, фотодиодов, электронно-оптических преобразователей и др. усилителей яркости изображения, передающих и приёмных телевиз. трубок и т. д. Фотоэлементы используются не только для регистрации излучения, но и как устройства, преобразующие лучистую энергию Солнца в электрич. энергию (т, н. солнечные батареи). Фотохим. процессы лежат в основе фотографии. На основе изучения изменений оптич. св-в в-в под действием света фотохромизм) разрабатываются новые системы записи и хранения информации для нужд вычислит, техники и созданы защитные светофильтры, автоматически усиливающие поглощение света при возрастании его интенсивности. Получение мощных потоков монохроматического лазерного излучения с разными длинами волн открыло пути к разработке методов лазерного разделения изотопов и стимулирования направленного протекания хим. реакций, позволило О. найти новые, нетрадиционные применения в биофизике (воздействие лазерных световых потоков на биол. объекты на мол. уровне) и медицине. Благодаря возможности с помощью лазеров концентрировать на площадках с линейными размерами 10 мкм большие мощности излучения, интенсивно развивается оптич. метод получения высокотемпературной плазмы с целью осуществления управляемого термоядерного синтеза. [c.491]

Процессы неупругих С. а. весьма разнообразны. Перечень не упругих процессов, к-рые могут происходить в газе или слабоионизов. плазме, приведён в таблице. В различных лаб. условиях и явлениях природы гл. роль играют те или иные отдельные неупругие процессы соударения ч-ц. Напр., излучение с поверхности Солнца обусловлено б, ч. столкновениями между эл-нами и атомами водорода, при к-рых образуются отрицат. ионы водорода (табл., п. 26). Осн. процесс, обеспечивающий работу гелий-неонового лазера (см. Газовый лазер),— передача возбуждения от атомов гелия, находящихся в метастабильных состояниях, атомам неона (табл., п. 6) осн. процесс в электроразрядных молекулярных газовых лазерах — возбуждение колебат. уровней молекул электронным ударом (табл., п. 3) в результате этого процесса электрич, энергия газового разряда частично преобразуется в энергию лазерного излучения. В газоразрядных источниках света осн. процессами являются в т. н. резонансных лампах — возбуждение атомов электронными ударами (табл., п. 2), а в лампах высокого давления — фоторекомбинация эл-нов и ионов (табл., п. 24). Спиновый обмен (табл., п. 7) ограничивает параметры квантовых стандартов частоты, работающих на переходах между состояниями сверхтонкой структуры атома водорода или атомов щелочных металлов (табл., п. 9). Различные неупругие процессы С. а. с участием свободных радикалов, ионов, эл-нов и возбуждённых атомов определяют мн. св-ва атмосферы Земли. Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ.. М., 1967 Смирнов Б. М., Атомные столкновения и элементарные процессы [c.725]

Рис. 37. Такой запечатлела нашу Землю, частично освещенную Солнцем, американская лунная станция Сервейер-7 . На этом снимке в ночной части Земли мы видим две крохотные светлые точки (прямо над стрелкой), образованные лазерными лучами. Лазеры были помещены в Китт-Пик, штат Аризона (правое пятнышко), и в Тэйбл-Маунтэйн, штат Калифорния (левое пятнышко), И изучали свет в направлении Луны.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...