0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.
Давайте посчитаем просто по расходимости.Размер пятна лазера. Луч λ=532 нм направлен на Луну с помощью телескопа с диаметром зеркала 1 м (то есть, ω0 = 0.5 м). Найти диаметр луча на Луне (то есть радиус перетяжки ω). Расстояние до Луны z = 384400 км. По формуле гауссовых пучков имеемω = 130 м.Получилось пятно диаметром 260 метров в идеальном случае.Лазер 1 Вт 532 нм пересчитаем в люмены. Для длины волны 555 нм 1 Вт = 683 лм, длина волны 532 нм к ней очень близка, пусть будет тоже 683 лм. Это мы делим на площадь пятна = 53 тысячи квадратных метров, получаем 0.012 лк.В общем, дальше можно не считать. Для получения желаемых 20 лк даже в пятне всего 260 метров диаметром нам потребуется не меньше пары киловатт, и это я еще альбедо Луны не учел. С диаметром пятна мощность возрастает квадратично, поэтому в реальности скорее всего потребуются мегаватты.
Вот и я об этом-же... применяли рубиновый лазер и то никакого пятна я думаю не было видно а чисто отраженный свет от отражателя вернулся на землю. Иначе-бы уже давно лазерные шоу на Луне показывали-бы До орбиты спутников возможно и достанет в десятки ватт, но не советую, космонавты спустятся и 3,14здюлей навешают .
Атмосфера поглотит только 20% яркости а остальные 80% в космос.
Для обычного сферического излучения света как наше Солнце яркость падает в 4 раза при увеличении дистанции в 2 раза.Для сжатого лазерного пучка другая формула должна быть если я правильно понимаю.
Насчёт Радиуса перетяжки необязательно перетяжку делать на поверхности Луны её можно зделать на меньшей дистанции и чтоб Пучок лазера будет расходится и на поверхности Луны будет нужный мне диаметр?
Цитата: Sagara от 13 Январь 2016, 03:17:17Атмосфера поглотит только 20% яркости а остальные 80% в космос.К сожалению, есть еще рэлеевское рассеяние. Сколько там поглотится, не знаю, но очень многое улетит просто в стороны, например под 90 градусов к изначальному пучку. Это трудно считать, но на таких больших расстояниях потери будут серьезные. Тем более, что лазер зеленый, а сильнее всего рассеивается воздухом синий, недалеко от зеленого. Напоминаю про голубое небо и про красное солнце на закате.ЦитироватьДля обычного сферического излучения света как наше Солнце яркость падает в 4 раза при увеличении дистанции в 2 раза.Для сжатого лазерного пучка другая формула должна быть если я правильно понимаю.Для лазерного луча формула та, которую я написал. На больших расстояниях она дает то же самое: обратные квадраты. Разница есть только на маленьких расстояниях.ЦитироватьНасчёт Радиуса перетяжки необязательно перетяжку делать на поверхности Луны её можно зделать на меньшей дистанции и чтоб Пучок лазера будет расходится и на поверхности Луны будет нужный мне диаметр?Перетяжка будет в телескопе всегда. Диаметр перетяжки луча и есть диаметр зеркала телескопа.Почему так. Потому что перетяжка - это самое тонкое место во всем луче. Чем толще перетяжка, тем слабее расходится луч. Понятно, что перетяжка не может быть больше, чем диаметр зеркала телескопа: ни одно место луча не может быть тоньше перетяжки, в том числе то место, откуда луч исходит. А делать перетяжку меньше размера телескопа глупо, так мы только расходимость повысим. Значит, перетяжка находится на зеркале.Расчет я делал для диаметра зеркала (и перетяжки) 1 метр, это дает пятно на Луне диаметром почти 300 метров. Даже при нулевых потерях на атмосферу это безобразно много. А ваш телескоп вряд ли будет метровым. Диаметр пятна на Луне возрастает примерно обратно пропорционально квадрату диаметра телескопа: единичкой под корнем пренебрежем по сравнению с дробью, извлечем корень, остается расстояние делить на квадрат диаметра телескопа. Это значит, что освещенность падает как четвертая степень диаметра. Если вы возьмете любительский телескоп 25 см, получится освещенность, сравнимая с той, которую создает на Луне звезда Сириус. Это уже даже не смешно.
И все-таки, в чем конечная цель эксперимента? Если скорость света напрямую наблюдать, так это на Земле легко делается. Расстояний в пару сотен метров, легко достижимых в любом городе, и дешевой красной лазерной указки вполне достаточно. Даже при паре десятков метров опыт получается на ура, просто менее точно. Надо только иметь достаточно точные "часы".
А в ваших расчётах точка фокусировки луча находится в 1000км от Телескопа я правильно понимаю? если на Луне диаметр пятна 300 метров?
но на 100 метрах это не возможно нужны камеры намного скоростнее.
Вот моя любимая картинка про фокусировку лазерных лучей: (Ссылка на вложение) Здесь хорошо видно, как расходящийся луч образует дугу. Даже если мы сделаем плоскую волну, эта волна сама собой превращается в подобие сферической, пройдя некоторое расстояние.Применительно к нашей задаче это выглядит так. Возьмем очень хороший телескоп и сделаем с его помощью "идеально параллельный" луч света диаметром с апертуру телескопа. Не сходящийся и не расходящийся. На выходе из телескопа волну можно считать плоской. Оказывается, на больших расстояниях она все равно ведет себя как сферическая, расходится. Точную формулу я писал. На маленьких расстояниях там перевешивает единичка под корнем, и диаметр луча примерно равен апертуре. Но на больших расстояниях дробь гораздо больше единицы, и все равно начинает исполняться закон обратных квадратов, хоть мы и пытались сделать луч цилиндром, а не конусом. В далеком космосе наш лазер будет виден как классический точечный источник света, как звезда. И расчет показывает, что уже орбиту Луны можно считать "далеким космосом" с этой точки зрения.