Hlavní přehled   |   Info a nápověda Přihlásit   |   Registrovat
 
 
Optika, světlo, laser, záření
Sekce: Přírodní zákony, fyzika a teorie konvenční i nové
   |   Rolovat dolů


Psát příspěvky můžete po přihlášení

Adam   
16.10.2018 01:40
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
Laser o výkonu 2,5 W - Hrátky a zkušenosti
 
Na malém srazu fóra ve čtvrtek 4. října 2018 jsme si zase trochu hráli s modrým laserem o výkonu 2,5 W,
který sehnal Ourel. Testoval jsem ho i mimo sraz, tak bleskově několik souhrnných zkušeností co to dovede
a nedovede.

Součástí laseru je řídicí obvod a aktivní chlazení malým ventilátorkem. Celé zařízení se napájí napětím 12 V.

Pokud je laserový paprsek zaostřený pomocí své vlastní nastavitelné integrované čočky do relativně souvislého (nerozbíhavého) chodu, udržuje si průřez ve tvaru obdélníku zhruba o stranách 4x2 mm
na vzdálenost minimálně řádově několika metrů, možná však i přes 10 metrů nebo více (netestovali jsme). Laserový paprsek působící v tomto stálém souvislém průřezu dokáže kdekoliv na zmíněné vzdálenosti prakticky okamžitě zapálit papír, lepenkový karton atp. S plastovou stěnou PET lahve, nebo s dřevěnou destičkou, si však už neporadí, pouze jejich povrch ohřeje.

Paprsek však můžeme pomocí optiky zkoncentrovat do užšího svazku (do menšího průřezu) a zkoncentrovat tak i energii působící na daný materiál. Nejprostším řešením je použití spojné čočky vyúsťující ve sbíhavost paprsku do ohniska, které je v určité ohniskové vzdálenosti od čočky (dle hodnoty její dioptrie). Na obrázcích níže je viditelné použití čočky o hodnotě dioptrie 3, tedy k největší koncentraci paprsku do velmi úzkého svazku dochází ve vzdálenosti třetiny metru (33,3 cm) od čočky. Dále, ve větší vzdálenosti od čočky,
se svazek rozbíhá.

Pozn.: Na fotografiích se nenechte zmást podélnou kovovou částí vrchu Jeffova klavíru, na kterém hrátky
s laserem probíhaly. Bohužel, na většině záběrů vede tato kovová část víka klavíru jakoby vedle laserového paprsku a může vytvářet otázku, co to je za "mosazný paprsek" vedle toho laserového.

Laserový paprsek zaostřený přidanou spojnou čočkou si už docela rychle poradí s plastem (do plastového víčka od PET lahve propálí díru prakticky ihned) a dřevo začne pod jeho vlivem také prakticky ihned hořet. Díra v plastovém víčku měla průměr cca 0,5 mm a dřevo se v místě dopadu paprsku rozpalovalo tak,
že částečně prohořívalo i těsně kolem místa dopadu, takže výsledná díra ve dřevě měla průměr 0,8-2 mm. Pavel "Alkáč" nám změřil, že úplné propálení dřevěné destičky o tloušťce 5 mm skrz na skrz trvalo
zhruba 7 minut.

Pomocí soustavy více čoček by bylo možné uvažovat i o získání paprsku, který by nebyl koncentrovaný pouze v určitém ohnisku, ale jednalo by se o souvislý (nerozbíhavý) úzký paprsek koncentrované energie. Dalo by se to řešit například kombinací spojky a rozptylky. Avšak na rozptylku by už působil koncentrovaný paprsek, takže by se možná mělo uvážit použití rozptylky z nějakého odolnějšího materiálu.
Například použitá čočka na fotografii je jen z obyčejného minerálního skla, ale ta v tomto případě není vystavena koncentrovanému paprsku, který by v místě dopadu výrazněji zvyšoval její teplotu.

Na závěr zmíním jen poznámku, že rychlost propalování daného materiálu je dána také barvou materiálu, nebo přesněji tím, nakolik je daný materiál tmavý. Tmavší materiál více pohlcuje energii laseru a rychleji se prohřívá, zatímco světlý materiál ve velké míře odráží paprsky laseru pryč.
 
Přílohy jsou dostupné pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat 
 


(Dostupné jen pro přihlášené uživatele)
 


(Dostupné jen pro přihlášené uživatele)
 


(Dostupné jen pro přihlášené uživatele) 
 
Obrázky není povoleno jakkoli šířit bez souhlasu jejich autora, a to ani v jakékoli upravené formě
 
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
16.10.2018 11:08
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
Základy o optických čočkách
 
Optická čočka funguje na principu lomu světelných paprsků, který je určen specifickou geometrií ploch čočky. K lomu paprsku dochází na čočce celkem dvakrát - když paprsek na čočku dopadá a následně ještě jednou, když ji pro prostupu opouští na druhé straně.

Potřebného lomu se dosahuje tak, že použitý materiál - např. sklo - má naproti sobě dvě kulovitě vytvarované plochy. Podle volby kombinace vypuklosti (konvexity) a vydutosti (konkavity) těchto ploch
a podle volby poloměrů jejich kulovitosti nám vzniká čočka typu spojka nebo rozptylka.

Zjednodušeně řečeno, spojka nutí světelné paprsky ke sbíhavosti, rozptylka k rozbíhavosti.

Nejdůležitější vlastností čočky je optická mohutnost φ, jež je známa také jako dioptrie. Optická mohutnost vyjadřuje, jak moc čočka "láme" světelné paprsky a jaká je tedy její ohnisková vzdálenost f.
Ta je reciprokou (převrácenou) hodnotou optické mohutnosti.
f = 1 / φ

Pro příklad:
Pokud spojku z jedné strany osvítíme světlem, jehož paprsky jsou souvislé (vzájemně rovnoběžné),
pak se na druhé straně spojky tyto paprsky sbíhají v ohnisku, které je od spojky vzdálené ve zmíněné ohniskové vzdálenosti f, což je dáno optickou mohutností φ. Čím větší je optická mohutnost (dioptrie),
tím více se paprsky zlomí a ohnisko sbíhání je o to blíže k čočce, tedy ohnisková vzdálenost je o to menší.

Světelné paprsky jsou přímé, samy od sebe se neohýbají a navzájem samy sebe neovlivňují, takže po sbíhání do ohniska se na své cestě dál za ohniskem opět rozbíhají.

Konkrétní situace na čočce, soustavě čoček (popř. i zrcadel) se řeší pomocí tzv. geometrické konstrukce.
Ta graficky vyjadřuje, co se přesně s paprsky na čočce/čočkách děje a případně jaký je výsledný obraz.

Pro doplnění přikládám ještě docela šikovný odkaz na stručné pojednání o čočkách včetně názorných ukázek geometrické konstrukce pro spojku a rozptylku.

https://edu.techmania.cz/cs/encyklopedie/fyzika/svetlo/opticke-zobrazovani/cocky
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
16.10.2018 11:33
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
  Adam napsal(a):    ... jednalo by se o souvislý (nerozbíhavý) úzký paprsek koncentrované energie. Dalo by se to řešit například kombinací spojky a rozptylky. ...

Získání souvislého zúženého laserového svazku
 
Názorný nástin nejjednoduššího řešení pro získání úzkého souvislého laserového svazku.
 
Přílohy jsou dostupné pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat 
 
Zúžení laserového svazku spojkou a rozptylkou
Zúžení laserového svazku spojkou a rozptylkou
(Dostupné jen pro přihlášené uživatele) 
 
Obrázky není povoleno jakkoli šířit bez souhlasu jejich autora, a to ani v jakékoli upravené formě
 
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
15.07.2019 10:20
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
Výkonný laser 2,5 W - Testování viditelnosti paprsku v terénu
 
Posílám pár fotografií z testování laseru o výkonu 2,5 W v terénu. Zaměřoval jsem se především na jeho viditelnost z různých pozorovacích úhlů a různých vzdáleností.

Bylo předvídatelné, že při pohledu kolmo na paprsek je paprsek viditelný velmi špatně. Při kolmém pohledu začíná být lépe viditelný až při přiblížení na řádově několik metrů. Při šikmém pohledu je viditelný daleko lépe, což mi kromě vlastního pozorování potvrdil i kamarád, který mi najednou poslal zprávu, že na obloze vidí laserový paprsek a pojal podezření, že bych v tom mohl mít prsty.

Hlavní motivací pro tento test byla snaha zlepšit si představu o použitelnosti takového laseru v terénním výzkumu zakřivení prostoru na místech, kde se vyskytují nějaké anomálie.

Na první fotografii se může zdát, jako kdyby byl laserový paprsek jen velmi krátký a po několika metrech jakoby "končil". Skutečnost je však taková, že vidíte celou jeho délku až po místo, kde se paprsek ztrácí vysoko v mracích.
 
Přílohy jsou dostupné pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat 
 
Výkonný laser, test v terénu
Výkonný laser, test v terénu
(Dostupné jen pro přihlášené uživatele)
 
Výkonný laser, test v terénu
Výkonný laser, test v terénu
(Dostupné jen pro přihlášené uživatele)
 
Výkonný laser, test v terénu - Zvýšené zesvětlení obrazu
Výkonný laser, test v terénu - Zvýšené zesvětlení obrazu
(Dostupné jen pro přihlášené uživatele) 
 
Obrázky není povoleno jakkoli šířit bez souhlasu jejich autora, a to ani v jakékoli upravené formě
 
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

martin11   
15.07.2019 10:44
Bydliště: u Mělníka
5243 87 2661 
  Adam napsal(a):    Posílám pár fotografií z testování laseru o výkonu 2,5 W v terénu. Zaměřoval jsem se především na jeho viditelnost z různých pozorovacích úhlů a různých vzdáleností. Bylo předvídatelné, že při pohledu kolmo na...

..a což takhle si dát fotoaparát na stativ a exponovat třeba i několik sekund....při ASA 3200 nebo více???...
...a také foto při bezoblačné obloze....kam bude paprsek vidět???
...a fotku od zdroje po směru paprsku do nebe...bude zde vidět, jak se paprsek "rozjíždí???
...pak by mě velmi zajímal vyfotografovaný bod dopadu paprsku /třeba na zdi/ ve vzdálenosti třeba 100 metrů...jinak krásné....

p.s +1
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
15.07.2019 11:06
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
  martin11 napsal(a):    ..a což takhle si dát fotoaparát na stativ a exponovat třeba i několik sekund....při ASA 3200 nebo více???... ...a také foto při bezoblačné obloze....kam bude paprsek vidět??? ...a fotku od zdroje po směru paprsku...

Vše na stativech mám, ale bohužel nemám takový fotoaparát, který by exponoval nějakou delší dobu, mohu nastavit max. +2.

No, dá se s tím jen tak pro zábavu hrát všelijak a třeba dopad na stěně domu ve větší vzdálenosi pak vlastně vypovídá o kvalitě laseru, o kvalitě a čistotě jeho čočky a o drobných překážkách, (vlhkost, hmyz, ...) přes které laser svítí, ale to je jen takové hraní, na které zatím moc nemám čas. Může to být zábava i jinak - poslat třeba takový paprsek v noci z Petřínu přes celou Prahu, nebo ho namířit z Chuchelského háje přes údolí na Jeffův dům atd. Tak možná, až někdy dostatečně ztratím elán hnát se za nějakým objevným a z mého pohledu užitečným bádáním. Nebo někdy jen tak pro radost, čert ví. Teď ale v posledních měsících intenzivně a cíleně pracuji na různých projektech a na zábavu se prozatím necítím.
Tak spíš, až mi jednou dojdou síly.
 
15.07.2019 16:25 Editace moderátorem. Oprava překlepu
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
29.08.2019 05:04
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
Infračervené záření žhavého materiálu
 
Pro zajímavost: Na této fotografii je vidět to, co lidské smysly nevnímají, a sice velmi intenzivní infračervené záření, které vyzařují rozžhavené kousky dřeva v ohništi. Optika fotoaparátu (mobilního telefonu) způsobuje, že na snímku je toto IR záření zbarveno nafialověle (nejznatelněji na snímku vpravo).
 
Přílohy jsou dostupné pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat 
 
IR záření z rozžhavené části ohniště
IR záření z rozžhavené části ohniště
(Dostupné jen pro přihlášené uživatele) 
 
Obrázky není povoleno jakkoli šířit bez souhlasu jejich autora, a to ani v jakékoli upravené formě
 
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
24.09.2019 14:51
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
Vhodný výběr umělého osvětlení do domu - v souvislosti se zdravím
 
Bývalá kolegyně se mě ptala na výběr umělého osvětlení. Nakonec, překopíruji to i sem...:


Pro oči nejvíce zdravé světlo je z klasické staré žárovky. Účet za elektřinu pak ale bohužel může být podstatně ovlivněn – oproti nějaké úsporné cestě.

Pokud chtít ušetřit za elektřinu, únosným kompromisem by mohla být LED světla – nepřesně
„LED žárovky“ – které vykazují nažloutlou barvu. Takové LED světlo by se mělo v obchodě vybrat podle parametru, který se jmenuje teplota chromatičnosti. Na první pohled tento parametr člověk pozná na obalu takové „žárovky“ podle toho, že to je nějaké číslo řádově v tisícovkách a vedle něj je písmeno K.
Takže takový údaj může vypadat třeba takto: 4000 K
Platí, že čím nižší je tato hodnota, tím je světlo nažloutlejší a pro oči šetrnější. Ideální by bylo objevit v sortimentu takové svítidlo s hodnotou 2500 K nebo 2750 K. Když to nebude k sehnání, vzít 3000 K,
ale výš už raději nechodit. Dál už pak začíná být světlo hodně bílé – a ve skutečnosti má příliš intenzivní modrou složku, která oči velmi zatěžuje, narušuje i procesy spánku atd.
U těch vhodnějších nažloutlých světel může vznikat pocit, že svítí slaběji než ta jasně bílá nebo modrobílá. Proto je vhodné vzít tu LED žárovku s nízkou teplotou chromatičnosti raději o něco výkonnější (vyšší hodnota lm nebo W), než člověk původně předpokládal.
Takže to je ten nejdůležitější parametr. A pokud ta žárovka bude mít ještě na obalu hodnotu „Ra“
nebo „Ra index“, ten by se neměl dostat pod 85 nebo 85% (popř. to může být uvedeno desetinným číslem, takže pak ne pod 0,85). To je údaj o zastoupení barev vyzařovaného světelného spektra.

Doporučoval bych dvojí „strategii“ – pro běžné svícení v místnosti – lustry – tam použít tyto LED žárovky dle parametrů uvedených výše a pokud je nějaké místo, kde se třeba hodně čte nebo se tam pracuje s velkým zatěžováním očí, tak do takové lampičky bych dal starou klasickou vláknovou žárovku.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Adam   
22.01.2020 00:13
Bydliště: Praha
4410 499 4481 
Míchání barev - aditivní vs. subtraktivní - RGB vs. CMYK
 
Jaká barva vznikne, když smícháme třeba žlutou a modrou?
Leckdo by vykřikl: ,,Zelená!"
Může být, ale je to přeci jen o něco složitější.
V tuto chvíli totiž stále ještě není jasné, jak přesně bude výsledná zelená barva vypadat. Jaký bude mít odstín a jak moc bude světlá nebo tmavá.
Čím se to řídí?
Existují dva způsoby, jak barvy slučovat: aditivní a subtraktivní

Nechat přes sebe svítit dvěma nebo více různě barevnými světly, tam platí, že čím více světel je použito,
tím je nějaký povrch více osvětlen a barvy se tedy slučují do světlejší výsledné barvy. Při použití všech barev prosvícených přes sebe získáváme v tomto případě bílé světlo. Jde o typický příklad aditivního způsobu slučování barev. Dá se to dobře ukázat i na téměř bílém slunečním světle, které je ve skutečnosti sloučeninou všech barev duhy.

Druhý způsob slučování - subtraktivní - vykazuje opačný efekt. Čím více barev slučujeme (nebo čím výraznější barvy slučujeme), tím je výsledek tmavší. Toto je typické třeba pro míchání barev při malování,
a to ať už při malování stěn interiéru, nebo při malování fixou, vodovými barvami, pomocí temper nebo jinak. Použití všech barev vede k černému výsledku.

S aditivním a subtraktivním způsobem slučování souvisí i to, že jsme dnes obklopeni dvěma (navzájem "inverzními") barevnými modely: RGB a CMYK. Jedná se o sady základních barev, kterých je využito k namíchání všech ostatních barev a jejich odstínů prakticky dle libosti.

Základní barevnou sadu RGB (červená, zelená, modrá) můžeme znát už od prvních barevných televizorů. Jedná se o sadu sytých (plných) barev a její využití se nabízí všude tam, kde barvu vyjadřujeme skrze vyzařované světlo, což současně znamená také aditivní způsob míchání. Potřebujme-li tmavší odstíny, lze toho snadno dosáhnout tím, že jednotlivé barvy R, G, B necháme zářit jen slabě. Pokud potřebujeme naopak světlejší odstíny, pak aditivní - "světelné" - slučování nám je snadno zajistí tak, že jednotlivé barvy necháme zářit výrazně.

Při nanášení barev - ať už při malování, nebo třeba při tisku na tiskárně - by byl barevný model RGB nedostačující, protože sytost (plnost) červené, zelené a modré barvy by umožňovala vytvářet pouze tmavé odstíny. Obrazně řečeno, malíř(ka) by musela k RGB přidat ještě bílou barvu. A v případě tisku na tiskárně bychom byli v koncích úplně. Proto byl třeba pro tiskárny zaveden barevný model CMYK, který je ohledně míchání barev jaksi inverzní k RGB a využívá tří "jemných" barevných odstínů (Cyan - azurová,
Magenta - purpurová, Yellow - žlutá) a přídavnou černou barvu (blacK / Key), pomocí které se dobře dotáhnou všechny tmavé odstíny. Míchání takových barev, které nejsou ve formě světla, ale jde o nanášení nějaké barevné "hmoty"/kapaliny, je řízeno subtraktivním slučováním, takže jemné (světlé, nepříliš výrazné) základní barvy C, M, Y, navíc ještě dle potřeby posílené černou barvou K, mohou při tisku zajistit jak světlejší libovolné odstíny tak i ty tmavší.
 
Přílohy jsou dostupné pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat 
 
Míchání barev - aditivní vs. subtraktivní - RGB vs. CMYK
Míchání barev - aditivní vs. subtraktivní - RGB vs. CMYK
(Dostupné jen pro přihlášené uživatele) 
 
Obrázky není povoleno jakkoli šířit bez souhlasu jejich autora, a to ani v jakékoli upravené formě
 
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět

Šolim   
25.10.2020 12:39
Bydliště: na sever od Práglu
565 65 915 
  Adam napsal(a):    Posílám pár fotografií z testování laseru o výkonu 2,5 W v terénu. Zaměřoval jsem se především na jeho viditelnost z různých pozorovacích úhlů a různých vzdáleností. Bylo předvídatelné, že při pohledu kolmo na...

Setkal jsem se s paprsky na noční obloze, snad zelenými o různé délce. Délka jednotlivých paprsků se střídala - lišila. Pravděpodobně nějaký výkonný zdroj pro večerní zábavu. Trvalo to několik minut.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečtenoCitovat a odpovědět



Psát příspěvky můžete po přihlášení

 
Omforum.cz   |   Nápověda   |   Pravidla fóra   |   Podpořte nás   |   Vytvořil: 2015-2022 Adam Benda
 
CC BY-NC-ND 3.0 CZ
Licence Creative Commons
Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte původ-Neužívejte komerčně-Nezpracovávejte 3.0 Česká republika License