Matematické Fórum

Kdysi ve večerních hodinách (byla už tma) jsem se náhodou nachomýtl k pokusu, kdy z jednoho kopce na druhý
se svítlio laserem (bylo to v Praze mezi Kongresovým centrem  a Pražským hradem).  Paprsek byl z boku jasně viditelný,
podobně jako na té fotografii, jen mi připadal výrazně tlustší.  Jakou roli  při tom sehrál případný prach či smog, neumím
posoudit.
Navíc paprsek  několikrát shasl a znovu se rozsvítil.  Při rozsvícení jsem se snažil sledovat orientaci "letu" čela paprsku
a můj  takto vzniklý dojem byl pak druhý den potvrzen zprávou v novinách. Z toho jsem si vyvodil závěr, že přinejmenším
polovina rychlosti světla je i  v pozemských podmínkách pozorovatelná pouhým okem (během pokusu jsem se vyskytoval
v blízkosti zdroje).

↑ Rumburak:
Tady hodně zapracovalo oko, které umí zvyšovat kontrast, takže světlé body vidíš světlejší a tmavé tmavší (dokonce jde o zesílení kontrastu lokální, neurony ještě v sítnici spojují fotoreceptory způsobem podobným Laplaceovu filtru). Druhou zradou oka je zhruba logaritmická charakteristika podnět-počitek (Weber-Fechnerův zákon). Ve výsledku ti tedy oko paprsek "nafouklo" a "vyhladilo okraje" i při nepříliš velkém rozptylu na večerním smogu.

Prach a smog v tom sehrál roli zcela zásadní, protože jednou z nejdůležitějších vlastností laseru je vysoká (prostorová) koherence. Třeba je to jen mojí omezeností, ale jiný mechanismus narušení prostorové koherence než právě rozptyl na smogu, si představit nedovedu.

↑ Formol:

Prach a smog v tom sehrál roli zcela zásadní, protože jednou z nejdůležitějších vlastností laseru je vysoká (prostorová) koherence. Třeba je to jen mojí omezeností, ale jiný mechanismus narušení prostorové koherence než právě rozptyl na smogu, si představit nedovedu.

Vysokoenergické lasery dokáží ionizovat prostředí (např. vzduch) více způsoby, nejjednodušeji zahřátím (např. infrazářením o dostatečné intenzitě). Vytvoří se potom plazma, která funguje jako inkadescentní zdroj světla. Tento jev samozřejmě naruší do určité míry intenzitu laserového paprsku. Pořád však platí, že žádný z těchto jevů nemůže být pozorován ve vakuu.

Jen malá poznámka k pozorované tloušťce laserového svazku mezi Kongresovým centrem a Pražským hradem.

Vzhledem k dané vzdálenosti lze očekávat, že tento svazek byl kolimační optikou u laseru rozšířen na průměr alespoň 5 cm. Důvodem je nežádoucí rozbíhavost svazku způsobená difrakcí. Přibližně totiž platí, že čím užší svazek, tím větší rozbíhavost.

Pokud bychom napřiklad měli na výstupu z laseru paprsek o průměru 2 mm (a z hlediska difrakce ideální Gaussovský příčný profil intenzity), byla by divergence svazku kolem 0,2 mrad. Z toho se snadno odvodí, že při konkrétní vzdálenosti cca 4 km by se paprsek rozšířil na průměr 1,6 m.
Uvedené hodnoty platí pro červený svazek šířící se ve vakuu.

Koho to zajímá, může na internetu hledat "Gaussovské svazky" nebo "Gaussian beams".