Forumul Scientia

Fizică, astronomie şi aerospaţiale => Fizica clasică, fizica materialelor şi mecanica cuantică => Subiect creat de: Adi din Iunie 10, 2008, 07:17:44 AM

Titlu: Despre lasere
Scris de: Adi din Iunie 10, 2008, 07:17:44 AM
Android este pasionat de lasere, desi este varza la fizica. Partea buna este ca stie asta si vrea sa invete si ar dori un topic dedicat laserelor. Iata-l ...
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: raul din Iunie 16, 2008, 11:58:18 PM
incep cu o intrebare.......ce inseamna "laser" ?
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Adi din Iunie 17, 2008, 12:12:04 AM
Laser este format din initialele cuvintelor din expresia "light amplification by stimulated emission of radiation" (amplificarea lumininii prin stimularea emisiei de radiatii), adica multi atomi sunt fortati sa emita lumina de aceeasi lungime de unda in acelasi timp, dand astfel o intensitate mare de lumina de aceeasi culoare.

Apropo, Android s-a retras definitiv de pe forum, dar topicul desigur poate continua.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: raul din Iunie 17, 2008, 12:38:17 AM
si cum sunt fortati mai multi atomi sa emita lumina ? din ce ar fi alcatuit cel mai simplu dispozitiv capabil sa emita lasere?

multumesc....
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Adi din Iunie 17, 2008, 01:29:29 AM
Pentru a intelege laserele, trebuie sa intelegi bine atomii, structura lor si cum emit ei lumina. Pe scurt insa, cand un atom primeste energie, un electron trece pe un nivel mai energetic, care este instabil, adica dupa un timp scurt, electronul revine inapoi, emitandu-se astfel lumina de energie egala cu diferenta de energie intre doua nivele. Exista insa anumite substante pentru care electronii sar pe un nivel nici stabil, nici instabil, denumit meta-stabil, adica unde pot sta foarte mult timp, dar unde la un singur semn pot reveni. Atunci exiciti astfel multi atomi, si apoi la un semn, se dezexcita toti si emit toti lumina in acelasi timp. Asta e laserul. O analogie este cu ploaia. Se acumuleaza multi vapori in nori, fiecare cu potential de a se transforma in picaturi de ploaie, dar asteptand un semn. Si cand semnul vine, tot norul se transforma in apa la un semn si apoi ploua intregul lor ...


Iata aici materiale mai multe despre lasere:
http://ro.wikipedia.org/wiki/Laser si
http://en.wikipedia.org/wiki/Laser

Cu bine,
Adi
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: ionut din Iunie 17, 2008, 10:32:55 AM
Citat din: raul din Iunie 17, 2008, 12:38:17 AM
si cum sunt fortati mai multi atomi sa emita lumina ? din ce ar fi alcatuit cel mai simplu dispozitiv capabil sa emita lasere?
multumesc....
Buna,
    Din cate stiu, exista diode LASER. Cam asta cred ca ar fi cel mai simplu dispozitiv posibil. Poate altcineva stie ceva mai simplu. Diodele laser au devenit banalitati acum si au o gramada de aplicatii in viata de zi cu zi: surse de lumina, pointere, sisteme de precizie, securitate, si multe altele care nu imi vin acum in minte.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: HarapAlb din Iunie 17, 2008, 10:51:47 AM
Citat din: Adi din Iunie 17, 2008, 01:29:29 AMExista insa anumite substante pentru care electronii sar pe un nivel nici stabil, nici instabil, denumit meta-stabil, adica unde pot sta foarte mult timp, dar unde la un singur semn pot reveni. Atunci exiciti astfel multi atomi, si apoi la un semn, se dezexcita toti si emit toti lumina in acelasi timp. Asta e laserul.

Fenomenul care sta la baza obtinerii radiatiei laser este emisia stimulata (http://en.wikipedia.org/wiki/Stimulated_emission). Starile metastabile trebuie sa se fie dezexcite stimulat, astfel fotonii emisi sunt (aproape) indentici (energie, faza) cu cei care au provocat emisia.

Emisia stimulata a fost introdusa in mod teoretic de Einstein.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Adi din Iunie 17, 2008, 03:20:01 PM
Multumesc, Ionut, HarapAlb, pentru minunatele completari. In plus, iata ca fizica fundamentala (studiile lui Einstein) au avut aplicatii si la laser ... De retinut pentru cand vom fi intrebat iar ce rol are cercetarea fundamanetala ... :)
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Sagoth-sabathan din Iunie 22, 2008, 09:56:31 PM
Propietatile unui laser sunt:
1.Monocromacitate
2.Coerenta
3.Luminozitate mare
4.Directionalitate
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: ionut din Iunie 23, 2008, 11:32:51 AM
   Buna SS,
   De acord cu tine :), dar Android este la liceu si nu stie foarte multa fizica. El vrea sa afle lucruri noi si interesante iar mesajul tau este un pic cam scurt :). Ce inseamna, pe intelesul lui Android, "luminozitate mare" ? Luminozitatea difera in functie de tipul de laser. Exista laseri cu luminozitate mai slaba decat un bec.
   S-a mai strecurat o greseala in post-ul tau: "Monocromacitate" ar trebui sa fie "monocromaticitate"; in rest e aproape ok daca vrei sa faci un rezumat al rezumatului despre laseri ;)
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:36:20 AM
Ah,le-am incurcat.Data viitoare postul va fi mai amplu :)
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:44:23 AM
Bun,o voi lua de la capat.Laserul este un dispozitiv ce genereaza si amplifica lumina coerenta.Constructia acestor dispozitive se bazeaza pe o idee de a lui Einstein.Prima conditie pentru obtinerea radiatiei laser poarta nmele de inversia de populatie si inseamna adunarea tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior pe unul superior.Conditia ca energia fotonilor sa egala pierderile de energie prin alte procese ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomii din substanta poarta numele de conditia de prag
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Adi din Iunie 23, 2008, 06:08:28 PM
Android nu mai e cu noi :D, dar alti elevi s-ar bucura de aceste explicatii. Multumesc pentru clarificari, asadar.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 06:46:48 PM
Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 22, 2008, 09:56:31 PM
Propietatile unui laser sunt:
1.Monocromacitate
2.Coerenta
3.Luminozitate mare
4.Directionalitate

Majoritatea proprietatilor deriva din coerenta. De fapt coerenta are doua componente: spatiala si temporala.
Laserul este o sursa coerenta temporal si spatial. Coerenta temporala ii asigura monocromaticitatea, iar coerenta spatiala ii asigura directionalitatea.

Asa cum ai spus, coerenta (temporala si spatiala) ridicata a radiatiei laser este rezultatul emisiei stimulate.

"Luminozitatea" (de fapt intensitatea) mare vine din faptul ca radiatia este coerenta. Ca si cum fotonii se vorbesc sa se deplaseze toti in aceeasi directie si cu aceeasi viteza, ei se misca ordonat (ceea ce este echivalent cu a spune ca sunt coerenti).


Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:44:23 AM
Prima conditie pentru obtinerea radiatiei laser poarta nmele de inversia de populatie si inseamna adunarea tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior pe unul superior. Conditia ca energia fotonilor sa egala pierderile de energie prin alte procese ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomii din substanta poarta numele de conditia de prag.

Ce parere ai, s-ar putea face un laser fara sa avem inversie de populatie ? Care ar fi conditia necesara ?
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: ionut din Iunie 23, 2008, 09:41:45 PM
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 06:46:48 PM
Majoritatea proprietatilor deriva din coerenta. De fapt coerenta are doua componente: spatiala si temporala.
Laserul este o sursa coerenta temporal si spatial. Coerenta temporala ii asigura monocromaticitatea, iar coerenta spatiala ii asigura directionalitatea.
HarapAlb,
   Eu stiam ca coerenta "temporala" se refera la faptul ca fotonii sunt toti emisi "in faza". Monocromatismul e o proprietate intrinseca mediului activ al laserului (specia de atomi care se dezexcita). E posibil sa ma insel, asa ca ia-o ca pe un comentariu/intrebare ... :)
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 10:18:09 PM
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 06:46:48 PM
Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 22, 2008, 09:56:31 PM
Propietatile unui laser sunt:
1.Monocromacitate
2.Coerenta
3.Luminozitate mare
4.Directionalitate

Majoritatea proprietatilor deriva din coerenta. De fapt coerenta are doua componente: spatiala si temporala.
Laserul este o sursa coerenta temporal si spatial. Coerenta temporala ii asigura monocromaticitatea, iar coerenta spatiala ii asigura directionalitatea.

Asa cum ai spus, coerenta (temporala si spatiala) ridicata a radiatiei laser este rezultatul emisiei stimulate.

"Luminozitatea" (de fapt intensitatea) mare vine din faptul ca radiatia este coerenta. Ca si cum fotonii se vorbesc sa se deplaseze toti in aceeasi directie si cu aceeasi viteza, ei se misca ordonat (ceea ce este echivalent cu a spune ca sunt coerenti).


Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:44:23 AM
Prima conditie pentru obtinerea radiatiei laser poarta nmele de inversia de populatie si inseamna adunarea tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior pe unul superior. Conditia ca energia fotonilor sa egala pierderile de energie prin alte procese ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomii din substanta poarta numele de conditia de prag.

Ce parere ai, s-ar putea face un laser fara sa avem inversie de populatie ? Care ar fi conditia necesara ?
Nu s-ar putea face laser fara inversie de populatie dupa cum am spus ;D,iar conditia necesara ar fi ca TOTI electronii sa treaca de pe un nivel energetic inferior pe unul superior
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 10:53:29 PM
Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:44:23 AM
Prima conditie pentru obtinerea radiatiei laser poarta nmele de inversia de populatie si inseamna adunarea tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior pe unul superior. Conditia ca energia fotonilor sa egala pierderile de energie prin alte procese ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomii din substanta poarta numele de conditia de prag.

Ce inseamna inversie de populatie ?

Chiar tu ai mentionat conditia de prag :) Care ar fi conditia de prag in cazul in care nu avem inversie de populatie ?



Citat din: ionut din Iunie 23, 2008, 09:41:45 PM
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 06:46:48 PM
Majoritatea proprietatilor deriva din coerenta. De fapt coerenta are doua componente: spatiala si temporala.
Laserul este o sursa coerenta temporal si spatial. Coerenta temporala ii asigura monocromaticitatea, iar coerenta spatiala ii asigura directionalitatea.
HarapAlb,
   Eu stiam ca coerenta "temporala" se refera la faptul ca fotonii sunt toti emisi "in faza". Monocromatismul e o proprietate intrinseca mediului activ al laserului (specia de atomi care se dezexcita). E posibil sa ma insel, asa ca ia-o ca pe un comentariu/intrebare ... :)
Monocromaticitatea laserului e ceva relativ, pentru ca el nu este monocromatic 100%. Ea nu este data de mediul activ pentru ca acolo sunt niste amarati de atomi care se dezexcita. Nici eu nu am explicat corect prima data: cred ca in cazul laserului monocromaticitatea este data de largimea spectrala a rezonatorului (care este mult mai mica decat cea a mediului activ), de fapt  sunt doua fenomene responsabile, emisia stimulata si largimea de banda a rezonatorului. Odata pornit laserul, monocromaticitatea (valoarea proiectata) se atinge dupa un anumit timp de functionare care depinde de tipul si de constructia laserului.
"In faza" este un termen general, inseamna si faptul ca au (aproape) aceeasi frecventa (sau energie).
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:14:32 PM
Conditia de prag ar fi ca energia fotonilor sa egaleze pierderile de energie ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomi :P Iar inversia de populatie inseamna ADUNAREA tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior si tranzitia loe pe unul superior.Te rog scuza-ma daca te-am suparat,dar sunt cam obosit si nu mai gandesc asa de clar.Formarea laserulu fara inversia de populatie este posibila numai in cazul in care indeplineste conditia de prag.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: HarapAlb din Iunie 24, 2008, 10:30:59 AM
Citat din: Sagoth-sabathan din Iunie 23, 2008, 11:14:32 PM
Conditia de prag ar fi ca energia fotonilor sa egaleze pierderile de energie ce au loc la interactiunea dintre fotoni si atomi :P Iar inversia de populatie inseamna ADUNAREA tuturor electronilor de pe un nivel energetic inferior si tranzitia loe pe unul superior.Te rog scuza-ma daca te-am suparat,dar sunt cam obosit si nu mai gandesc asa de clar.Formarea laserulu fara inversia de populatie este posibila numai in cazul in care indeplineste conditia de prag.

Ai dreptate, analiza folosind conditia de prag asa cum vine in carti (ce include pierderi in mediu, prin rezonator) nu iese imediat.
O sa revin cu un model idealizat in care sa vedem rolul inversiei de populatie.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: ionut din Iunie 24, 2008, 10:49:38 AM
Citat din: HarapAlb din Iunie 23, 2008, 10:53:29 PM
Monocromaticitatea laserului e ceva relativ, pentru ca el nu este monocromatic 100%. Ea nu este data de mediul activ pentru ca acolo sunt niste amarati de atomi care se dezexcita. Nici eu nu am explicat corect prima data: cred ca in cazul laserului monocromaticitatea este data de largimea spectrala a rezonatorului (care este mult mai mica decat cea a mediului activ), de fapt  sunt doua fenomene responsabile, emisia stimulata si largimea de banda a rezonatorului. Odata pornit laserul, monocromaticitatea (valoarea proiectata) se atinge dupa un anumit timp de functionare care depinde de tipul si de constructia laserului.
"In faza" este un termen general, inseamna si faptul ca au (aproape) aceeasi frecventa (sau energie).
Buna,
     Inteleg ca un laser nu e absolut monocromatic, dar vreau sa revin la termenul "in faza" care nu are legatura cu frecventa. Fotonii au si ei o functie de unda care contine un termen ce depinde de frecventa si unul care tine de "faza". Un exemplu care sa explice la ce ma refer este interferenta luminii din experimentul Yang unde avem nevoie de fascicule de lumina coerente. Faza este unghiul (http://www.forkosh.com/mimetex.cgi?%20%5Cphi) din unda
(http://www.forkosh.com/mimetex.cgi?%20I%20=%20Acos(%5Comega%20t%20+%20%5Cphi))
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: HarapAlb din Iunie 25, 2008, 05:07:48 PM
Citat din: ionut din Iunie 24, 2008, 10:49:38 AM
vreau sa revin la termenul "in faza" care nu are legatura cu frecventa. Fotonii au si ei o functie de unda care contine un termen ce depinde de frecventa si unul care tine de "faza". Un exemplu care sa explice la ce ma refer este interferenta luminii din experimentul Yang unde avem nevoie de fascicule de lumina coerente. Faza este unghiul (http://www.forkosh.com/mimetex.cgi?%20%5Cphi) din unda
(http://www.forkosh.com/mimetex.cgi?%20I%20=%20Acos(%5Comega%20t%20+%20%5Cphi))

Corect, in general faptul ca au aceeasi faza nu inseamna ca au si aceeasi frecventa. Procesul de detectie al undelor (fotonilor) nu are loc instantaneu ci practic se realizeaza o medie temporala si astfel "ramanem" cu faza undei (de fapt cu o diferenta de faza, pentru ca faza se determina mereu in raport cu o referinta).

In cazul emisiei stimulate fotonii emisi sunt total coerenti, adica au (aproape) aceeasi faza, frecventa, directie de propagare si stare de polarizare. 
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: HarapAlb din Iunie 25, 2008, 05:22:25 PM
Sagoth-sabathan esti la liceu, la scoala generala, sau la facultate ? (ca sa stiu cum descriu modelul legat de inversia de populatie)
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Adi din Iunie 25, 2008, 06:30:46 PM
Trece a opta ... si totusi stie atatea de fizica! E de apreciat elevul nostru, dar raspunde-i cat mai clar cu putinta ...
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Krystyan din Decembrie 25, 2010, 02:38:44 PM
Salut si Craciun Fericit tuturor!
Am si eu o intrebare legata de lasere. Am inteles ca exista lasere suficient de puternice astfel incat sa taie metale. Se poate construi acasa un astfel de laser? Daca da, cum? M-ar interesa o schema simplificata.
Inca o intrebare: daca este foarte complicat de construit un laser ca cel de mai sus, este posibil sa obtin un fascicul laser suficient de puternic ca sa taie metale daca asupra zonei unde se face taierea actionez mai multe lasere in acelasi timp, dar lasere din acelea slabe care se gasesc la orice magazin din oras. Presupun ca as avea la dispozitie o infinitate de astfel de lasere slabe din comert, cam de cate lasere as avea nevoie ca sa pot taia o bucata de metal?
Ceva de genul asta dar puterea sa fie mult mai mare:  http://www.ehow.com/how_5006150_make-burning-laser-pen.html  Si daca se poate mai pe intelesul celor care nu stiu asa multa fizica.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Krystyan din Decembrie 25, 2010, 04:40:00 PM
Si m-ar interesa de unde pot sa fac rost de niste ochelari de protectie a ochilor ca sa nu am vreo surpriza neplacuta!
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Krystyan din Decembrie 25, 2010, 06:49:07 PM
Am gasit un laser puternic: http://www.shop-bucuresti.ro/Pointer_laser_verde_500mW/Pointer_laser_verde_500mW/id-0799126bb2a7c27b12b45a847aa46a2e.html
Credeti ca puterea de 500mW a acestui laser este suficienta pentru a taia metalul? Dar lemn, plastic sau cauciuc?
Si inca o intrebare: la laserul din link-ul de mai sus, daca maresc diametrul fasciculului laser ca sa obtin un fel de lanterna puterea de 500mW se pastreaza sau scade?
Multumesc.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: AlexandruLazar din Decembrie 27, 2010, 07:24:25 PM
Din câte știu echipamentele pentru tăierea metalului au nevoie de puteri destul de mari, de ordinul zecilor sau sutelor de W (depinde și ce vrei să tai). În plus, ce te interesează de fapt este densitatea de putere pe care o poți obtine de la echipament.

De asemenea, la puterile astea nu prea mai contează ce ochelari porți  ;D. Poți să porți orice fel de ochelari de sudură dar asta e doar ca să îți protejezi ochii de scântei/picături de metal încins și de intensitatea razei la care te uiți, dacă te nimerește în ochi un fascicul de câteva zeci de W, cu sau fără ochelari, sunt șanse importante să nu mai trăiești ca să îți pară rău ;).
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Krystyan din Decembrie 30, 2010, 04:37:42 AM
In legatura cu postul de la adresa asta: http://www.scientia.ro/forum/index.php?topic=1763.0

Acolo se observa ca acea descarcare electrica masoara cativa centimetri in lungime. Daca ionizez aerul foarte puternic cu un generator de ioni negativi (un purificator de aer de exemplu!) pot sa obtin o lungime mai mare a descarcarii electrice la aceeasi tensiune a curentului electric?
Cam cat de mult ar trebui ionizat aerul (cati ioni pe cm3) ca sa obtin o descarcare electrica in lungime de cel putin un metru la o tensiune a curentului electric relativ mica, de exemplu 20-25 kv?
Ideea este de a crea un spatiu in aer FOARTE PUTERNIC ionizat cu o putere de strapungere foarte mica care sa faciliteze o descarcare electrica de o lungime cat mai mare. Aceasta idee mi-a venit atunci cand am constatat un neajuns la aparatele de autoaparare de tip electrosoc: pentru a folosi aparatul trebuie sa fii aproape de agresor si ce te faci daca acesta te prinde de mana? Cum ar fi daca socul electric s-ar putea transmite la agresor prin aer de la o distanta cat mai mare? Se poate asa ceva daca se ionizeaza foarte puternic spatiul dintre victima si agresor, creandu-se astfel o descarcare electrica care sa aiba o lungime egala cu distanta dintre victima si agresor?

Dar daca s-ar folosi si un umidificator de aer?
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: AlexandruLazar din Decembrie 30, 2010, 01:51:13 PM
În principiu nu e o problemă să obţii un arc electric mare (în fond, în cuptoarele cu arc se obţin arcuri mult mai mari de atâta, şi în mod similar, întreruptoarele de înaltă tensiune din posturile de transformare de la centralele electrice se ocupă în mod obişnuit cu arcuri de câţiva metri). Deci, e posibil, dacă tensiunea pe care o foloseşti e suficient de mare. Mai mult, deşi pare puţin neintuitiv, nici curentul necesar nu e foarte mare; dacă vrei să faci un arc electric de joasă tensiune (câteva sute de volţi) şi putere mare îţi trebuie nşpe aprobări de la Electrica, în schimb dacă vrei să ai acasă un generator Marx nici nu trebuie să îţi faci probleme pentru siguranţe  ;D.

Pe de altă parte treaba asta nu e foarte uşor aplicabilă pentru armele de autoapărare pentru că arcul electric trebuie să se producă între două terminale electrice de potenţiale diferite. În plus, pe măsură ce se întinde, el se răceşte şi tinde să se stingă. Deci dacă vrei arc mare, îţi trebuie tensiune mare, un arc gros şi o sursă capabilă să îl susţină, iar asta e destul de greu de făcut dintr-o baterie Li-ion.

În ceea ce priveşte gradul de ionizare -- e destul de incomod de lucrat cu el atunci când ai de-a face cu un arc pentru că gradul de ionizare nu e tocmai reprezentativ pentru ce se întâmplă acolo, mai ales că nu prea binevoieşte să fie constant decât pe zone foarte înguste (de-a lungul liniilor de câmp electric dacă nu ma înşel) şi e greu de măsurat în afara unor incinte speciale. Mărimea care te interesează este rigiditatea dielectrică a mediului (în engleză: breakdown voltage (deşi e un termen impropiu), mai rar dielectric rigidity, deşi ăsta e termenul corect); nu mai ţin minte cât e pentru aer, cred că în jur de 4 kV/cm în condiţii standard pentru electrozi punctiformi şi în jur de 30 kV pentru electrozi sferici. Nici asta nu e chiar bătută în cuie pentru că depinde de umiditate, presiune şi alte asemenea, dar în principiu începând de la un câmp electric de 1.3-1.5 ori mai intens decât limita asta ar trebui să îţi dea un arc electric destul de constant.

Edit: deja o văd venind deci... o clarificare. Dacă pornim de la cei 4 kV/cm, iese o intensitate de vreo 400 kV/m, deci pentru un arc electric de 10 m într-un post de transformare ar veni la prima vedere o tensiune înre electrozi de 4 MV ceea ce cu siguranţă, dacă s-ar întâmpla, n-ar fi deloc plăcut pentru instalaţia de acolo. În realitate lucrurile sunt puţin mai complicate de atât pentru că arcul electric are o comportare destul de complexă. Se poate obţine un arc foarte mare între două terminale relativ apropiate, pornind de la unul drept între ele şi foarte intens şi apoi curbându-l spre exterior, de exemplu prin suflaj magnetic (asta se face în întreruptoarele cu cameră de stingere, dar acolo e cu scopul de a-l stinge). Probabil că se poate face o armă de autoapărare ca asta, dacă nu te deranjează că ar fi cât un tanc mai mic şi că ar avea baterie cam numai pentru un foc, două, ceea ce s-ar putea să nu fie neapărat suficient noaptea prin Rahova ;D.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: Krystyan din Decembrie 30, 2010, 07:50:41 PM
Citat din: AlexandruLazar din Decembrie 30, 2010, 01:51:13 PM
Deci, e posibil, dacă tensiunea pe care o foloseşti e suficient de mare. [...] dacă vrei să faci un arc electric de joasă tensiune (câteva sute de volţi) şi putere mare îţi trebuie nşpe aprobări de la Electrica, în schimb dacă vrei să ai acasă un generator Marx nici nu trebuie să îţi faci probleme pentru siguranţe  ;D.

Exact asta vreau: un arc electric de joasa tensiune(ca cel de la electrosocuri) dar lung in spatiu care sa nu raneasca agresorul dar sa-l doboare de la distanta.

Citat din: AlexandruLazar din Decembrie 30, 2010, 01:51:13 PM
Pe de altă parte treaba asta nu e foarte uşor aplicabilă pentru armele de autoapărare pentru că arcul electric trebuie să se producă între două terminale electrice de potenţiale diferite. În plus, pe măsură ce se întinde, el se răceşte şi tinde să se stingă. Deci dacă vrei arc mare, îţi trebuie tensiune mare, un arc gros şi o sursă capabilă să îl susţină, iar asta e destul de greu de făcut dintr-o baterie Li-ion.

Pai as vrea un arc electric care sa nu se raceasca asa de repede in spatiu dar fara sa am o sursa de tensiune mare (sa fie suficienta o baterie Li-ion). Ma gandeam ca arcul electric care poate fi produs de o baterie Li-ion sa fie insotit de ceva (nu stiu, habar n-am) care sa ii faciliteze deplasarea prin aer. Uite un exemplu: daca am un pistol cu apa si stropesc agresorul iar in jetul de apa care pleaca de la pistol exista o sursa care produce curent electric, ma gandesc ca agresorul ar putea fi doborat, evident daca tensiunea de la sursa este potrivita adica sa-l doboare dar sa nu-l raneasca. (atentie, jetul de apa este continuu!!!) Se intelege ca acest exemplu are un dezavantaj: ar trebui sa ma car cu bidonul de apa in spinare. Asadar caut o dracie care sa insoteasca arcul electric si sa ii faciliteze deplasarea prin aer, o dracie care sa intretina in spatiu si timp fenomenele care se intampla in timpul descarcarii electrice, dar totusi acest dispozitiv sa poata fi portabil.

Dar probabil ca nu s-a inventat asa ceva. Cred ca ar fi un mare succes daca cineva ar reusi sa faca un astfel de aparat.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: AlexandruLazar din Decembrie 31, 2010, 01:32:13 AM
Arcul electric de la aparatele cu electroşocuri nu este un arc de joasă tensiune. Acolo ai tensiuni de la 50 kV în sus (dar cel mai adesea cam de la 150 kV în sus) astfel încât curentul de arc să nu fie atât de mare încât să provoace arsuri sau alte leziuni. Doare ca dracu pentru că provoacă contractii musculare dar nu pârleşte.

CitatPai as vrea un arc electric care sa nu se raceasca asa de repede in spatiu dar fara sa am o sursa de tensiune mare (sa fie suficienta o baterie Li-ion).

Eh, cine n-ar vrea :). Din păcate singura soluţie rezonabilă de a administra electroşocuri la distanţă sunt bazate fie pe lansarea unor electrozi mici la capătul unor fire, fie (ceva mai recent) pe un fel de gloanţe cu o sursă de tensiune inclusă, lansate cu viteză mică -- evident şi la distanţe mici (20-30 m).
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: mircea_p din Decembrie 31, 2010, 09:44:40 PM
Cred ca se face o confuzie aici intre arc electric si descarcare electrica in general.
Nu stiu daca vreunul din cazurile mentionate pana acum e arc electric propriuzis.
Nu orice descarcare electrica e arc electric. Arcul electric implica emisie termoelectrica de electroni din unul din electrozi, dupa cate imi aduc aminte.
O metoda de a initia arcul este de atine electrozii in contact la inceput pana cand punctul de contact devibn destul de fierbinte pentru a initia emisia termoelectronica.
Apoi electrozii se indeparteaza astfel incat curentul trece acum prin gazul ionizat de electronii emisi. Tensiunea poate fi mult mai mica decat cea necesara pentru strapungerea electrica a gazului. Curentul este de obicei destul de mare, la teniuni reduse. La o scanteie electrica e oarecum invers, tensiune mare si curent relativ redus.
Bineinteles, exista tot felul de alte regimuri de descarcare in gaz. Fizica descarcarilor e foarte interesanta si complexa. Pacat ca nu mai e la moda acum. In cursul de fizica plasmei de la Magurele se discuta destul de putin despre descarcarile in gaze.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: AlexandruLazar din Ianuarie 01, 2011, 03:39:10 AM
S-ar putea să fie într-adevăr o nepotrivire de termeni. Pentru mine (deci cu avertismentul de rigoare că asta e "inginereşte") arcul e orice fel de fenomen în care conducţia se face printr-un gaz ionizat. De regulă noi nu prea facem diferenţa între arc şi scânteie fiindcă în ultimă instanţă se întâmplă aproximativ acelaşi lucru. De-asta şi pentru lămpile cu descărcare în gaz, în foile de catalog găseşti nu curentul de descărcare ci... curentul de arc :).

Desigur că arcul electric se poate iniţia ţinând electrozii aproape până începe conducţia şi depărtându-i treptat. De-asta ziceam că termenul de breakdown voltage este impropriu, pentru că de fapt nu tensiunea e cea care caracterizează punctul de străpungere ci intensitatea câmpului electric ([tex]\mathbf{E}[/tex]). Dacă electrozii sunt suficient de apropiaţi, tensiunea poate fi foarte mică şi tot se produce un arc. Pentru un mediu cu rigiditatea dielectrică de 1 kV/cm, e nevoie de o tensiune de 1 kV între electrozi depărtaţi la 1 cm, 500 V pentru 0.5 mm, 250 V la 0.25 mm şi aşa mai departe.

Acum sigur, pentru a menţine arcul e necesar să existe o emisie termicică suficient de mare pentru a păstra gazul ionizat şi o sursă capabilă să menţină curentul de arc. De regulă dintr-o baterie mică nu se poate scoate efectiv un arc care să dureze mult, pentru că bateria nu "scoate" natural zeci sau sute de kV cât sunt între terminale. Într-adevăr, poate e mai potrivit să-i spunem scânteie :).
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: mircea_p din Ianuarie 01, 2011, 09:38:10 AM
Citat din: AlexandruLazar din Ianuarie 01, 2011, 03:39:10 AM
Acum sigur, pentru a menţine arcul e necesar să existe o emisie termicică suficient de mare pentru a păstra gazul ionizat şi o sursă capabilă să menţină curentul de arc. De regulă dintr-o baterie mică nu se poate scoate efectiv un arc care să dureze mult, pentru că bateria nu "scoate" natural zeci sau sute de kV cât sunt între terminale. Într-adevăr, poate e mai potrivit să-i spunem scânteie :).
Tocmai ca in cazul unui arc propriuzis nu e nevoie de tensiuni mari. O baterie de masina (curent mare) sau chiar una de buzunar poate mentine un arc electric (mai mic).
Termenii se pot amesteca sau inversa dar fenomenul fizic numit arc (in cartile de fizica cel putin) e diferit de scanteie sau alte descarcari. Nu prea e cam acelasi lucru cu scanteia, nici din punct de vedere al fenomenelor.

In scanteie ionizarea gazului se produce datorita campului electric dupa cum ai mentionat. Emisia termoelectronica nu este necesara si nici nu apare de obicei. Distanta dintre electrozi la care e posibila o scanteie e corelata cu rigiditatea dielectrica, asa cum descrii in postul anterior.

In cazul arcului ionizarea se produce prin emisie termoelectronica din electrodul incalzit la incandescenta de curentul initial (cand electrozii sant in contact). Distanta dintre electrozi nu e corelata cu rigiditatea dielectrica a gazului. Se poate foarte bine mentine un arc de cativa centimetri in aer la tensiuni de doar cateva zeci de volti.

Sigur ca pot exista si combinatii sau cazuri intermediare.

Sudura electrica este un exemplu de arc propriuzis (in terminologia din fizica descarcarilor) .Ca urmare transformatorul de sudura este coborator de tensiune (si "crescator" de curent). Tensiunea folosita este sub 220 V iar curentii de ordinul sutelor de amperi. Arcul se poate mentine pana se termina electrodul chiar daca tensiunea este relativ redusa. Ca un exemplu de caz intermediar, unele aparate moderne de sudura contin si o sursa de inalta tensiune care este folosita doar la inceput, pentru a usura initierea arcului. Cei care au incercat sudura clasica cu arc (eu am avut ocazia la practica din liceu) stiu ca e nevoie de ceva practica pana obtii arcul ca lumea, fara sa ramana electrodul lipit de piesa de sudat.

Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: AlexandruLazar din Ianuarie 02, 2011, 12:18:07 AM
Ok, m-am mai documentat un pic. Într-adevăr, conform recomandărilor CEI ar trebui să se facă o diferenţă între un arc electric şi o scânteie pe criteriul emisiei termoelectronice. În practică, acolo unde se vede din context despre ce e vorba, s-ar părea că nu se face mereu diferenţa, dar riguros vorbind, ar trebui să se facă.

Deci... mulţumesc ;D.
Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: mircea_p din Ianuarie 02, 2011, 01:10:41 AM
Cu placere.

Ce este CEI? E greu de gasit pe net fiind omonim cu cuvantul romanesc "cei".

PS. Am gasit pana la urma. Comisia electrotehnica internationala, da?






Titlu: Re: Despre lasere
Scris de: AlexandruLazar din Ianuarie 02, 2011, 01:53:59 AM
Dap, ăla e :).