¿Qué hace que algunos rayos láser sean visibles y otros invisibles?

Como se indicó en respuestas anteriores, la longitud de onda (o frecuencia) y la intensidad del haz son importantes, así como el tipo y la cantidad de impurezas en el aire. El haz debe tener una longitud de onda que sea visible para los humanos, y la niebla o el polvo dispersan la luz con mucha fuerza para que puedas verla. Sin embargo, incluso en aire puro y limpio, podrá ver un rayo láser bajo ciertas condiciones.

Esto se debe a que la luz puede dispersarse desde las propias moléculas de aire a través de la dispersión de Rayleigh. La dispersión de Rayleigh tiene una fuerte dependencia inversa de la longitud de onda, específicamente$\lambda^{-4}$, por lo que será más fácil ver con un láser verde, y especialmente azul, ¹ . También tiene una dependencia del ángulo de dispersión que va como$1+\cos^2 \theta$, por lo que puede ser más fácil ver si su ángulo de visión está muy cerca del haz ² .

Con un puntero láser verde de 5 mW, la dispersión de Rayleigh es bastante fácil de ver. Me imagino que sería aún más fácil con azul/violeta, pero no estoy seguro, ya que los ojos humanos son más sensibles al verde, por lo que puede inclinar la balanza. Un rayo más intenso, como los que se usan en los clubes nocturnos o los espectáculos de luces láser, sería muy fácil de ver si el rayo se mantuviera quieto, pero en esas situaciones los rayos se mueven rápidamente para producir el espectáculo de luces, por lo que la dispersión de Rayleigh por sí sola sería Realmente no te deja ver mucho. En situaciones como clubes nocturnos, la dispersión de la niebla producida por las máquinas de niebla es mucho más importante.

Tiene razón en que, en el espacio, debido a que no hay atmósfera ni nada de lo que dispersarse, no vería ningún tipo de rayo láser.

1: Esta es también la razón por la que el cielo es azul, por cierto.

2: NO INTENTE NUNCA PROBAR ESTO CON UN RAYO APUNTANDO HACIA USTED Si quiere probar esto, tome un puntero láser y sosténgalo cerca de su cabeza (por ejemplo, contra su sien) y apúntelo lejos de usted, en la oscuridad .

La visibilidad está determinada por tres cosas:

1. La frecuencia del láser.
2. La fuerza del láser.
3. El polvo o la niebla en el aire.

Sin polvo o niebla en el aire, no se ve ningún láser. Son las partículas de polvo o las gotas de niebla las que reflejan la luz del láser.

Cuando ve un rayo láser, lo que realmente está viendo es el rayo siendo dispersado por varias partículas pequeñas suspendidas en el aire. Lo bien que vea el rayo dependerá de cuán claro sea el aire y de los niveles de luz ambiental con los que tenga que competir el rayo láser.

En un club nocturno, el aire puede tener un alto grado de humo u otros contaminantes que harán que el haz sea más visible, y la luz ambiental será baja, por lo que resaltarán más. Cuando las personas quieren mostrar rayos láser, a menudo agregan humo o equivalente al aire.

Los láseres de color verde también tenderán a destacarse más, porque la recepción de la retina humana alcanza su punto máximo cerca de esa longitud de onda. Su láser "invisible" es probablemente un láser de color rojo que opera en un ambiente más brillante con aire más claro. Llévelo a una habitación llena de humo oscuro y verá que su haz está bien.

Aquí hay una idea. A lo mejor es una especie de trampa, no sé, tú decides. Tome un tubo transparente de diámetro pequeño, llénelo con agua corriente sin filtrar y alinee el láser para disparar a lo largo del tubo. Selle herméticamente el otro extremo. Si está disparando el rayo en un ángulo hacia abajo, puede dejar abierto el extremo más cercano al láser. Las impurezas en el agua harán que el rayo sea bastante visible. Funciona muy bien incluso con láser HeNe (rojo) de 10 mw.