Евгений Киселев (doctor_notes) wrote,
Евгений Киселев
doctor_notes

Category:

Батарея лазеров

Вынесена из этой ветки (беседа с yigal_c) - почитайте, она любопытна).

Тепловой (имеющий в качестве источника нагретое черное тело) прожектор не может нагреть другое черное тело до температуры, выше своей собственной.

Второй закон.

А может ли это сделать батарея лазеров, чьи линии излучения имитируют (заполняют) спектр черного тела?

Почему?

Так. Не всем понятно, в чём вопрос. Поясняю.
Тепловой прожектор не может нагреть цель до температуры выше собственной (2-й закон на страже), а батарея лазеров с точно таким же комбинированным спектром может.
Почему?

Upd1. Надо будет как-то разделять задачки на три категории: "знаю правильный ответ/думаю, что знаю правильный ответ, но не уверен/вообще не знаю ответа".

Эта задачка второй категории (из собственного коммента).

Upd2. Ответ отлично сформулировал al_pas
.  Цитата из комментов:
===========
По той же самой причине, по которой космический микроволновой фон с характерной длиной волны 2 мм способен нагреть межзвёздную среду только до температуры 2,7 К, а микроволновка с вдесятеро большей длиной волны — до 500 К.

При нагревании лазером (мазером, магнетроном) складываются амплитуды отдельных когерентных фотонов, а при нагревании равновесным тепловым источником — интенсивности проинтерферировавших друг с другом некогерентных ансамблей фотонов.

Ответом на вопрос: «может ли батарея лазеров...» будет: да, может, но суммарный эффект от объединения N лазеров в батарею будет гораздо меньше, чем от увеличения мощности одного лазера в N раз из-за того, что несколько лазеров некогерентны между собой, даже если все они светят на одной частоте. Если же частоты лазеров отличаются, суммарный эффект будет ещё ниже. Но он будет, до тех пор пока вы не возьмёте бесконечное число лазеров, имитирующих тепловой спектр.

P.S. Когда-то давно попадалась мне в руки брошюра, изданная несколькими сотрудниками ЛИТМО (увы, не помню, кем издана и как называлась), где разбирались сложности организации лазерной резки при использовании нескольких независимых лазеров, фокусируемых в одну точку. И как раз обсуждалась проблема неаддитивности конечного эффекта нагрева.

============
От себя добавлю.
Все знают, что излучение лазера когерентно, но не все знают, что когерентность бывает разная: пространственная и временнАя. Иногда их называют поперечной и продольной. Пространственная когерентность определяется угловым размером источника, продольная - шириной линии излучения (лазера).
К примеру свет звезды имеет высокую пространственную когерентность, но низкую временнУю. Еще можно сказать, что пространственная когерентность ограничивает базу интерферометра Юнга, а временнАя - интерферометра Фабри-Перо. Так вот в комментарии Алексея речь идёт о временнОй когерентности, а не о пространственной.

Tags: физика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 79 comments

Bestal_pas

December 10 2018, 14:26:44 UTC 2 years ago Edited:  December 10 2018, 13:13:46 UTC

  • New comment
По той же самой причине, по которой космический микроволновой фон с характерной длиной волны 2 мм способен нагреть межзвёздную среду только до температуры 2,7 К, а микроволновка с вдесятеро большей длиной волны — до 500 К.

При нагревании лазером (мазером, магнетроном) складываются амплитуды отдельных когерентных фотонов, а при нагревании равновесным тепловым источником — интенсивности проинтерферировавших друг с другом некогерентных ансамблей фотонов.

Ответом на вопрос: «может ли батарея лазеров...» будет: да, может, но суммарный эффект от объединения N лазеров в батарею будет гораздо меньше, чем от увеличения мощности одного лазера в N раз из-за того, что несколько лазеров некогерентны между собой, даже если все они светят на одной частоте. Если же частоты лазеров отличаются, суммарный эффект будет ещё ниже. Но он будет, до тех пор пока вы не возьмёте бесконечное число лазеров, имитирующих тепловой спектр.

P.S. Когда-то давно попадалась мне в руки брошюра, изданная несколькими сотрудниками ЛИТМО (увы, не помню, кем издана и как называлась), где разбирались сложности организации лазерной резки при использовании нескольких независимых лазеров, фокусируемых в одну точку. И как раз обсуждалась проблема неаддитивности конечного эффекта нагрева.