Разное

Исследование: делают ли лазеры «пиу-пиу»?

Теги: #Исследование#лазер

В научной фантастике и всяких боевиках про не очень светлое будущее в качестве оружия зачастую используют лазеры, и для их озвучки создатели фильмов применяют звук вроде «пиу-пиу». Но вот загадка: лазерная указка, которой можно эффективно гонять кота, такого звука не издает.

Суть в том, что сами лазеры вообще не производят звука. Чтобы в этом разобраться, стоит для начала вспомнить, что такое лазер. Материя состоит из множества атомов, вокруг которых собрались электроны. Электроны могут находиться только в конкретных местах относительно атомов, и места эти зовутся энергетическими уровнями. Если подбодрить электрон и дать ему энергии, он перепрыгнет на уровень выше. Через какое-то время он может успокоиться и вернуться обратно, на уровень ниже, и из-за этого атому придется выпустить частичку света — фотон.

Но можно не ждать, пока электрон сам наиграется на высоком энергетическом уровне, а устроить запланированную эмиссию фотонов, возбудив электроны другими фотонами. Так и появляются лазеры — тонкие, сфокусированные лучи фотонов с синхронизированными магнитными полями. Лазеры производят свет, а вот звуку тут взяться неоткуда.

В современных лазерах к кристаллу, расположенному между двумя зеркалами (одно — с отверстием), обычно подсоединен электрический источник. Свет прыгает туда-сюда между зеркалами и стимулирует эмиссию фотонов в кристалле, которые сбегают через отверстие в одном из зеркал. Дополнительно в системе используются линзы, разные источники питания и другие кристаллы — они позволяют изменить форму луча, его длительность и мощность импульса.

Но, опять же, свет звука не производит. Звук — это вибрации воздуха. Зато шуметь могут установки, создающие лазерные лучи определенного типа. Например, в них цыкают высоковольтные блоки питания, или журчит вода в системе охлаждения, или гудят вентиляторы. В европейском лазере XFEL работает ускоритель частиц, который охлаждается гелием, а для работы такой системы требуется компрессор, шумящий на уровне классической машинерии.

При соприкосновении с препятствием или некой средой лазер, наконец, может зазвучать — появится, к примеру, скрип статики. В случае с лазером BELLA 20-мкм пучок, двигаясь слева направо, создает достаточно сильное электрическое поле и отрывает электроны от атомов поверхности, создавая таким образом плазму, которая расширяется со скоростью, превышающей скорость звука в воздухе, что порождает ударную волну и соответствующий звук.

Так что нет, увы, нынешние лазеры не делают «пиу-пиу». Наиболее реалистичным звуком для лазера является жутко мощная и оглушающая ударная волна.

Комментарии

#

Странная статья. А то ни кто не знал!


- 50 дБ +
⇡ в ответ @Evgeny979 #

Это новость.

- 50 дБ +
#

в далёкой галактике каждый школьник знает что "пиу-пиу" издает импульсное охлаждение нагнетающего кристала

- 50 дБ +

Я "пиу-пиу" ртом делаю, когда с малой своей дерусь )))

- 50 дБ +
⇡ в ответ @slava_jazz #

есть еще один серкет... данный звук издают троссы мостов по типу Крымского в Москве... правда я не понял в какой именно момент... прилично звучащие синтезаторы сложных звуков появились только в конце 80х... а киношки раньше снимать начали... писали звук акустический...

- 50 дБ +
#

не хочу ругаться но это не науч-поп - это науч-зад... дело в том что свет есть некоторая частота... т.е. колебание... при этом научно доказано что световые лучи оказывают давление на предметы в которые попадают... на этой технлогии даже разрабатываются спутники что будут летать под действием лучей солнца... итого имеем давление на предмет с частотой икс которая вызывает колебание этого предмета который в свою очередь раскачивает воздух... частота при этом конечно несколько выше слышимой но интермодуляционные колебания частей предмета никто не отменял... при некоторых условиях эта штука может "запеть"... лазер способный завалить объект на приличном расстоянии да еще и без отдачи в руках юзверя по идее должен иметь различные технологические решения по компенсации распыления паразитных утечек в пространство при такой мощности... они могут и подзвучивать... более того мы ведь говорим о лазере не как отдельной примочке а о лазере как мобильном гаджете атакующе-оборонного назначения... а значит там и батарейки и шим преобразователь... а они на такой мощности точно посвистывать будут!!! у меня раритетные фотовспышки свистят... причем настолько теплым ламповым что башню сносит еще до того как она пыхнет...

- 50 дБ +
⇡ в ответ @AnegiN #

Извините, но Вы пишете полнейшую глупость, абсолютно не понимая.

Частота колебаний света от 4*10 ^14 до 8*10^14

Представили число? 4 000 000 000 000 00 Гц а теперь сравним с максимальной частотой звука 20 000 Гц.

Нормально? Нет ощущения легкого несоврадения величины, раз в миллиард?


Второе, давление света. Оно невообразимо мало, по сравнению с переносимой энергии и лазер просто проплавляет или прожигает материал, но он не сможе/заставить его колебаться.


Да божеж мой! Все есть в интернете с одного клика, но вы понаписывали околонаучной фантастики из своего воображения!

- 50 дБ +
⇡ в ответ @dead_rat #

Согласен. Особенно насчет ШИМ преобразователя впечатляет.

- 50 дБ +
#

а исследование мощных орудий в условиях тонениких железок в которых даже небольших наплавлений не возникло... тут как говорят те кто изучал предмет философия науки - как вы вообще сами себя убедили что данное исследование носит научный характер?

- 50 дБ +
#

Кинематограф, особенно современный, очень часто с реальностью не дружит. Вообще, все звуки в космосе полностью отсутствуют, за исключением того, что слышно через средства связи. Джордж Лукас на первой пресс-конференции после выхода "Звездных войн" в самом начале сразу сказал: "Мы прекрасно понимаем, что взрывы в космосе происходят бесшумно". Но без этих "пиу" зрелищность фильма здорово бы упала. В данном случае ругать "Звездные войны" по моему зря - по жанру это красивая сказка, а в сказке все бывает. Что касается реальных лазеров. Конечно, лазерную указку не слышно, у нее мощность смехотворная. Но мы когда нибудь присутствовали при работе в атмосфере боевого лазера гигаваттной мощности? А именно такой нужен, чтобы уничтожать крупные летающие объекты в воздухе и в ближнем космосе с Земли. При этом для лазера большое значение имеет не только мощность, но и длительность работы. Сейчас испытываются и петаваттные лазеры, но что толку, если длительность импульса у них - пикосекунды? За это время он ничего толком сделать не успевает. Классический "луч смерти", как показывали в кино еще до времен "пиу-пиу", работает даже не секунды, а минуты, сжигая все вокруг. Вот такой лазер, у которого луч длится хотя бы секунды, при мощности в гигаватты может ощутимо нагревать воздух на пути луча, поэтому мы услышим звуковой удар. Правда, это будет уже не "пиу". И кроме лазерного оружия, еще бывает микроволновое, пучковое и плазменное оружие. Оно тоже может издавать своеобразные звуки при работе, а выстрел из плазменного пистолета скорее всего внешне будет напоминать работу бластера Хана Соло.

- 50 дБ +
#
- 50 дБ +
#

Пиу-пиу возможно в воздушной среде со смертельной громкостью в 194 Дб.

https://stereo.ru/news/most-lo... Даже если в вас не будет сквозной дыры, то непременно убьет звуком вскипающей воды, содержащейся в организме.

- 50 дБ +
Чтобы оставить комментарий, войдите, пожалуйста.