1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Vero jabba, però è anche vero che uno strumento può essere più o meno pericoloso anche in funzione della percezione di pericolo che trasmette.

Insisto sul punto; tutti coloro che hanno un minimo di raziocinio, capiscono che un coltello, un rasoio, anche la fiamma di un accendino, per usare un tuo esempio sono pericolosi e ci si può far male se usati impropriamente.
Un laserino, dietro il suo innocente ed intrigante fascio di luce (magari anche più potente del consentito) nasconde dei pericoli, che possono essere facilmente sottovalutati e quindi diventare più gravi di quel che sono.

Ad esempio, perché con la corrente elettrica le normative sono così severe?
Proprio perché si tratta di una minaccia invisibile, subdola, che può essere facilmente sottovalutata, perché non è così evidente come una lama affilata.

Insomma ci siamo capiti.
Statemi alla larga con le vostre torcette; mi sembra che c'è un po' troppo "gasamento" in giro, con questi laserini!

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Stefano
Binocoli: Nexus 100; Vortex Vulture 10x50; Pentax Papilio 6,5x21
Telescopi: Dobson GSO 300 deluxe; WO Zenithstar 66SD

Io ne avevo ordinato uno in previsione di una serata divulgativa che dovevo fare. E' arrivato il giorno dopo!
Ovviamente resta nella valigia per quando farò altre serate pubbliche ma a uno star party o durante sessioni fotografiche è assolutamente bandito.
Comunque ho notato che il fascio di luce è molto luminoso ma non ha altri effetti (ovviamente non ho puntato sulla retina).
Su un foglio di carta a pochi cm non ha alcun effetto se non renderlo abbagliante. Nessun segno né riscaldamento.
E' stata una prova ma ero già ragionevolmente certo poiché, per quanto il fascio possa essere concentrato, una potenza di pochi mW non può portare a surriscaldamenti o fusioni di oggetti.

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Cieli sereni da Renzo


Prima di un acquisto parallelo, pensateci - link

Il titolo del topic non è un optional. Usiamolo bene!

Ritenevo doveroso anche dare una rapida e semplice spiegazione di cosa sia un laser, anzi, un L.A.S.E.R.

La sigla sta a significare "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", quindi sostanzialmente amplificazione luminosa provocata dall'emissione stimolata di radiazioni elettromagnetiche.

Cominciamo spiegando la differenza tra emissione di radiazioni spontanea e stimolata.

1) Nel caso di emissione spontanea il sistema in esame (un atomo ad esempio) può rimanere in uno stato energeticamente eccitato per un tempo più o meno lungo, a seconda del delta (differenza) di energia. Quando il sistema si diseccita e fa ritorno allo stato energetico fondamentale ecco che l'energia persa viene rilasciata sotto forma di radiazione elettromagnetica (luce, ma non sempre!). Tale radiazione in uscita potrà direzionarsi in qualsiasi direzione.

2) Quando si parla invece di emissione stimolata ecco che il ritorno del sistema allo stato energetico iniziale viene provocato (stimolato) da un fotone incidente. I fotoni in uscita però in questo caso sono nella stessa direzione dei fotoni che hanno provocato il diseccitamento. Inoltre, fondamentale, i fotoni in uscita sono tutti in FASE tra loro. Questo significa che tutte le creste delle loro onde sono allineate, così come le "conche". (e questo porta all'amplificazione del fascio luminoso).

Dunque ricapitolando, i fotoni emessi per emissione stimolata presentano tre importanti caratteristiche:
- il fotone emesso è in fase con il fotone incidente.
- il fotone emesso ha la stessa lambda (lunghezza d'onda) del fotone incidente.
- il fotone emesso viaggia nella stessa direzione del fotone incidente.

Perchè il processo funzioni è necessaria l'esistenza di uno stato eccitato metastabile del sistema in esame. Ovvero lo stato eccitato deve poter persistere in questa condizione per un tempo abbastanza lungo. Inoltre la "popolazione" dello stato eccitato deve essere assai superiore a quella dello stato energetico base.

Quindi prendendo in esame i componenti (es atomi) di un materiale adatto, all'equilibrio termico ci sono moltissimi atomi nello stato fondamentale e pochi in quello eccitato.
Gli atomi vengono poi "pompati" nello stato eccitato, fornendo energia in vari metodi: in questo modo si crea la famosa "inversione di popolazione".
In seguito un fotone emesso, anche spontaneamente, nel sistema provoca il diseccitamento degli altri atomi eccitati, con conseguente emissione di altri fotoni (sempre tutti in fase e nella stessa direzione!)

Questo è il principio di base. Poi si dovrebbe scendere in discorsi di natura più tecnologica che fisica. Molto banalmente un laser comune è costituito da un mezzo attivo e da una Cavità.

Il mezzo attivo è quello che emette i fotoni in fase, la Cavità è una vera e propria cavità, composta da due specchi (di cui uno semiriflettente, per permettere poi l'uscita del raggio) che confinano il mezzo attivo.

La funzione dei due specchi è quella di provocare, mediante riflessioni, numerosissimi passaggi dei fotoni emessi attraverso il mezzo attivo, per provocare un aumento dell'intensità del fascio luminoso. Inoltre la lunghezza della cavità permette anche di selezionare la lunghezza d'onda dei fotoni emessi, in base alla formula. In più i due specchi permettono di far si che solo i fotoni che si muovono orizzontalmente rispetto alla cavità possano subire riflessioni, e quindi amplificazione. Tutti gli altri si annullano, con l'ottenimento di un raggio altamente focalizzato.

Storicamente il primo laser realizzato fu quello a Rubino (che ricordo è costituito da un reticolo di Al2O3 che imprigiona piccole quantità di ioni Cromo 3+).
Qui il pompaggio avveniva eccitando proprio gli atomi di Cromo, mediante un potente flash luminoso. Un primo diseccitamento avviene in modo non radiativo, seguito poi dall'emissione stimolata di fotoni. E' un laser che emette a 694,3 nm (nanometri).

Esiste una grande varietà di laser, principalmente suddivisibili in cinque grandi categorie:
- A stato solido
- A gas
- Chimici
- A coloranti
- A diodo.

Spenderò qualche parola su quest'ultima categoria, visto che a tale specie appartengono i comuni piccoli laser comunemente venduti nelle bancarelle:

Una giunzione a diodo è l'interfaccia tra due tipi di semiconduttori, uno N e l'altro P (per capirne di più: http://it.wikipedia.org/wiki/Giunzione_p-n ).
Quando vengono forniti elettroni al diodo, dal lato n, ecco che gli elettroni nella banda di conduzione del semiconduttore di tipo n cadono nei buchi della banda di valenza del conduttore di tipo p. Questi elettroni, cadendo, liberano energia.
Nei comuni semiconduttori al Silicio, tale energia è quasi esclusivamente sotto forma di energia termica. Ma se si fa uso di altri materiali (come l' Arseniuro di gallio) l'energia allora viene emessa sotto forma di luce! L' arseniuro di Gallio emetterebbe nell'infrarosso, però aggiungendo del fosforo al cristallo ecco che l'emissione si "sposta" nel campo del rosso.

Ovviamente un diodo che emette luce non si può ancora definire un laser, in quanto mancano due cose assai importanti: la cavità di risonanza e l'emissione stimolata!
Quindi l'emissione di luce viene sfruttata come base dell'azione laser, mentre l'inversione di popolazione avviene "portando via" gli elettroni che cadono nei buchi del semiconduttore di tipo p.
La cavità di risonanza viene realizzata sfruttando l'alto indice rifrattivo di tali materiali: la luce rimane intrappolata a causa della brusca variazione dell'indice di rifrazione.


Perdonate la lunghezza, ma mi sembrava doveroso e carino far capire a tutti cosa fosse un laser
Comunque su google troverete sicuramente una mole enorme di informazioni a riguardo.

Saluti!
Marco

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Astronomy, Ham Radio (IZ2), Sci-Fi, History, Philosophy, Speleology, Chemistry.
http://www.astrofililariani.org

"Nascentes morimur, finisque ab origine pendet"