💥 Первый лазер был изобретён американским физиком Теодором Майманом 16 мая 1960 года в исследовательской лаборатории Хьюза (Hughes Research Laboratories). Майман создал лазер вопреки мнению многих учёных, которые были уверены, что рубин не годится в качестве рабочей среды. 7 июля 1960 года на специально созванной пресс-конференции Майман объявил о создании лазера и рассказал о возможных областях его применения — связь, медицина, военная техника, транспорт, высокие технологии. Особенности конструкции:
▪️ В качестве активной среды — кристалл искусственного рубина ( оксид алюминия Al₂O₃ с небольшой примесью хрома Cr ).
▪️ Из кристалла был изготовлен стержень в виде цилиндра диаметром 1 и длиной 2 см, который в процессе работы подвергался облучению излучением импульсной газоразрядной лампы.
▪️ Резонатором служил резонатор Фабри-Перо, образованный серебряными зеркальными покрытиями, нанесёнными на торцы стержня.
▪️ Лазер работал в импульсном режиме, излучая свет с длиной волны 694,3 нм.
▪️ Майман предложил принцип накачки рабочего тела — короткими вспышками света от лампы-вспышки.
▪️ Зеркальные покрытия на торцах кристалла создавали положительную обратную связь, чтобы усилитель стал генератором.
▪️ Расчёты Маймана показали, что атомы хрома в кристалле рубина имеют подходящую систему энергетических уровней, которая делает возможной генерацию лазерного излучения.
▪️ Первый лазер Маймана стал отправной точкой для развития лазерных технологий. Лазеры стали незаменимыми инструментами в физике, химии, биологии и других научных дисциплинах, позволили учёным проводить более точные эксперименты и измерения.
▪️ Лазеры стимулировали дальнейшие исследования и инновации в области оптики и фотоники, привели к разработке новых типов лазеров, увеличению мощности и эффективности.

Импульсные лазеры мощнее непрерывных в плане мощности:
▫️Непрерывные лазеры характеризуются постоянной выходной мощностью, которая может достигать десятков киловатт. Это делает их идеальными для задач, требующих высокой мощности на протяжении длительного времени, таких как лазерная резка или сварка металлов.
▫️Импульсные лазеры работают иначе — они передают энергию в короткие, мощные вспышки. Это делает их менее энергоёмкими, поскольку импульсы могут достигать высокой пиковой мощности при минимальном общем энергопотреблении. Такой подход позволяет выполнять точные, деликатные работы, не перегревая материал.

Таким образом, для крупных производств, где необходима высокая мощность и стабильность, лучше подойдут непрерывные лазеры, а для точных задач, таких как микросварка, очистка поверхности или гравировка, рекомендуется использовать импульсные лазеры. #лазер #техника #science #физика #physics #производство

💥 Лазерная очистка поверхности старой монеты

💥 Лазерная резка

🔦 Лазерная сварка с разной формой луча

💥 Лазерное скальпирование микросхемы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔥 Этот обогреватель работает на «реактивной тяге» внутри себя 😖

Разберем физику обогревателя, в котором нет насоса, но который способен подсасывать топливо самостоятельно. Только огонь, медная трубка и хитрый закон физики, который заставляет топливо самотеком лететь в сопло. В чем фокус? Разбираем физику процесса

▪️ 1. Нагрев и расширение. Мы подносим источник огня (например, паяльную лампу) к началу полой медной трубки, свернутой в змеевик. Трубка быстро нагревается.

▪️ 2. Создание тяги. Воздух внутри нагретого участка трубки резко расширяется, его давление падает. Поскольку другой конец трубки опущен в емкость с топливом (например, соляркой или отработанным маслом), возникает разница давлений.

▪️ 3. Эффект эжекции (подсоса). Горячий воздух с большой скоростью вырывается из дальнего конца трубки. Этот быстрый поток создает зону низкого давления, которая, как мощный насос, начинает затягивать пары топлива из емкости и подсасывать новую порцию жидкости. Возникает что-то вроде реактивной струи, но внутри системы. Получается самоподдерживающаяся система: пламя нагревает трубку -> нагрев создает тягу -> тяга всасывает новое топливо -> топливо сгорает, поддерживая пламя.

⚙️ Как собрать эффективную конструкцию?

▫️Медная трубка: диаметром 6-10 мм, длиной 1.5-2 метра. Медь отлично проводит тепло.
▫️Емкость для топлива: металлическая, с герметичной, но не полностью закрытой крышкой (нужен байпас для подсоса воздуха).
▫️Основание: негорючее (кирпичи, металл).
▫️Топливо: хорошо подходит керосин, дизель (солярка) или отработанное моторное масло.

1. Форма змеевика. Сверните трубку в плотную спираль. Так площадь нагрева будет максимальной, и процесс парообразования пойдет интенсивнее.
2. Диаметр и длина. Слишком тонкая трубка может засориться, слишком толстая — будет плохо прогреваться. Длина должна быть достаточной для создания хорошей тяги, но не чрезмерной.
3. Положение «сопла». Выходной конец трубки должен быть направлен в зону горения. Это создаст замкнутый цикл: вырывающиеся газы будут поджигать всасываемое топливо, поддерживая стабильный факел.
4. Предварительный нагрев. Систему нужно запустить. Сначала вы прогреваете змеевик сторонним источником огня 30-60 секунд. Как только слышите характерное «шипение» и видите, как топливо начинает втягиваться в трубку, — процесс пошел! Источник огня можно убрать (но не всегда, зависит от конструкции).

💨 Принцип реактивного движения, используемый здесь, — это красивая демонстрация законов термодинамики и газодинамики. На практике такие системы капризны, но невероятно зрелищны и отлично показывают, как можно обойтись без сложной механики, используя лишь знание физики. Кто-нибудь собирал нечто подобное? Делитесь опытом . #видеоуроки #physics #физика #опыты #термодинамика #эксперименты #горение

🔥 Физика в чашке с водой

💨 Паровой или реактивный двигатель ?

🚀 Что будет, если добавить жидкий газ в бутылку с водой

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Фигуры Лихтенберга — картины распределения искровых каналов, которые образуются на поверхности твёрдого диэлектрика при скользящем искровом разряде. Простым языком, это линии, похожие на молнии или ветви деревьев. Они появляются на многих естественных поверхностях, не пропускающих электричество — от древесины до кожи человека.

Фигуры Лихтенберга возникают на/в твёрдых телах, жидкостях и газах или внутри них во время электрического пробоя. Это природные явления, обладающие фрактальными свойствами. Фигуры Лихтенберга названы в честь немецкого физика Георга Кристофа Лихтенберга, который первым их открыл и изучил. Когда их впервые обнаружили, считалось, что их характерные формы могут помочь раскрыть природу положительных и отрицательных электрических «жидкостей».

В 1777 году Лихтенберг сконструировал большой электрофор для получения высокого напряжения статического электричества с помощью индукции. После разряда высоковольтной точки на поверхность изолятора он записал полученные радиальные узоры, посыпав поверхность различными порошкообразными материалами. Затем, прижав к этим узорам чистые листы бумаги, Лихтенберг смог перенести и записать эти изображения, тем самым открыв основной принцип современной ксерографии. Это открытие также стало предвестником современной науки физики плазмы. Хотя Лихтенберг изучал только двумерные (2D) фигуры, современные исследователи в области высоких напряжений изучают 2D и 3D фигуры (электрические деревья) на изолирующих материалах и внутри них.

Физика процесса: Почему ветвится?

1. Пробой и стримеры: Под действием высокого напряжения электроны с острия катода начинают «вырываться» и ускоряться. Они сталкиваются с молекулами воздуха и дерева, выбивая новые электроны. Возникает лавина — стример. Это слабосветящийся канал ионизированного газа.
2. Случайность и предопределённость: Куда побежит следующий стример? Это зависит от локальной напряжённости электрического поля. В древесине всегда есть микронеоднородности: разная плотность, влажность, следы смолы. В этих местах поле усиливается, и пробой происходит именно там.
3. Эффект «опережающей струи» (The Streamer Leader Effect): Основной канал не движется вслепую. От его кончика постоянно исходят микро-стримеры-разведчики. Тот из них, кто находит путь с наименьшим сопротивлением, становится главным направлением для всей мощи разряда. Так и рождается фрактальная, древовидная структура.

⚡️ Цвет рассказывает историю. Ярко-белые или голубоватые участки в центре ветвей — это углерод, выгоревший при сверхвысокой температуре. Более светлые, почти жёлтые края — это часто частицы металла от электродов, испарившиеся и перенесённые разрядом. По цвету можно грубо определить температуру в разных зонах разряда.

⚡️ Это не только на дереве. Первооткрыватель, Георг Кристоф Лихтенберг, в XVIII веке получал их на поверхности смолы или стекла, посыпанной порошком (серы или сурика). Электроны «застревали» в диэлектрике, создавая скрытое изображение, которое проявлялось порошком. По сути, это была первая в истории электрофотография — прабабушка ксерокса.

⚡️ L-образные фигуры и природа электричества. Лихтенберг экспериментировал с разными типами электричества: «положительным» (от смоляных палочек) и «отрицательным» (от стеклянных). Он обнаружил, что они дают разные узоры! Отрицательные (от катода) — более ветвистые и кружевные, а положительные (от анода) — более плотные, пятнистые, иногда в форме розетки. Это связано с разной подвижностью электронов и положительных ионов.

⚡️ Фигуры в теле. При ударе молнии или контакте с высоковольтной линией такие же фигуры могут на несколько часов или дней проявиться на коже человека. Это результат подкожного кровоизлияния по пути пробоя. Явление называется «кераунография» (от греч. «кераунос» — молния). Это не ожог, а жутковатый «автограф» электрического разряда, идущего по сосудам. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #электродинамика #магнетизм #видеоуроки #схемотехника #радиофизика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib