なぜ天文学者は緑色のレーザーポインターを好むのですか？[閉まっている]

私が地元の天文台で公衆のために天文学の夜に行ったとき、彼らは常に緑色のレーザーを使って物事を指摘していました。

緑色のレーザーがこのように好まれるのはなぜですか？

赤いレーザーの何が問題になっていますか？（どちらがより安く、より簡単に利用できるように見えます。）

主に汎用のレーザーポインターは、より短い距離で物を指すために使用されます。Powerpointプレゼンテーションの図または方程式。そのため、そのようなレーザーポインターの出力は、一部の地域では5mw（クラス3AまたはIIIa）または10mWにかなり制限/制限されています。レーザーポインターの低出力と小さな開口部のために、空のスペースを介してそれらをポイントすると、表面に当たった場所の衝撃スポットのみが表示されます。

したがって、観測セッション中に天文学クラブのように星や惑星を指すには、これらの低出力レーザーポインターは、ビームが当たる表面がなく、スポットを見ることができるため、役に立ちません。

一部の高出力レーザーポインターは、ビーム経路に沿ってダスト粒子や水滴からの散乱によって可視ビームを投影します。高出力（クラス3BまたはIIIbレーザー：5mWを超える）および高周波数（緑または青）のレーザーは、特に中程度に見たときに空気分子からの「レイリー散乱」により、きれいな空気中でも可視のビームを生成する場合があります-薄暗い状態。散乱の強い波長依存性（〜λ^ -4）は、短い（緑および青）波長が長い（赤）波長よりも強く散乱されることを意味します。

[レイリー散乱は、主に、光の波長よりもはるかに小さい粒子による、光または他の電磁放射の（通常の衝突における）弾性散乱です。レイリー散乱は、粒子の電気分極率から生じます（正と負の電荷を局所的に原子内の小さな距離で分離します。つまり、正の電荷の中心と負の電荷の中心を一時的に分離します）。光波の振動電場は粒子内の電荷に作用し、それらを同じ周波数で移動させます（したがって緑色）。したがって、粒子は小さな放射双極子（または小さな光源）になり、その放射は散乱光（ポインターから星形の尖った棒に通過するビーム）として見えます。]

このような散乱の強度は、これらのビームをビーム軸の近くの角度から見たときに増加します。（それが理由です。天文学クラブで星を指す人の近くに立っている場合、ビームは明るくはっきりと見ることができますが、離れている人はほとんど見ることができません。したがって、常にプレゼンターの近くに立ちますが、目との接触を避けてください。 :-)）

レーザービームからのスポットの見かけの明るさは、レーザーの光パワー、表面の反射率、および人間の目の色応答に依存します。同じ光パワーの場合、緑のレーザー光は他の色よりも明るく見えます。人間の目は、スペクトルの緑の領域（波長520〜570 nm）の低い光レベルで最も敏感だからです。最も感度の高い色素であるロドプシンは、500 nmでピーク応答を示します。赤または青の波長では感度が低下します。

さらに、緑色のレーザーポインターは適度な出力（きれいな空気でのレイリー散乱に十分）であり、コンパクトであり、青色のものよりも比較的安価です（人間の目は青色に敏感ではありませんが、青色レーザーは緑色よりも少し高価です） 1。）

目に触れないようにし、航空機に向けないでください。人々は航空機に緑色のレーザーを向けるために最高5年の刑務所に入れられました。

緑色のレーザーポインターは、最も一般的な出力（コンシューマーグレード500〜532 nmレーザーでは5〜15 mw）でほとんどの「暗い空」の設定でビームが見えるため、天文学者に最適です。可視光線を備えたシンプルな緑色レーザーのコスト〜$ 15

一方、赤色レーザーの平均出力は約3 mwで、最も一般的には消費者を念頭に置いて<5 mwと表記されます。赤（632-660nm）が（肉眼で）目に見えるビームを持つためには、レーザーは50-150mw程度の非常に高い出力を持つ必要があります。可視光線を備えた「単純な」赤色レーザーのコスト〜$ 200

15mwを超える出力のレーザーはすべてクラスIVと見なされ、ほとんどの国でこれらに厳しい制限があるという問題があります。クラスIVの制限を回避し、より低いクラスIIIbとして販売する場所はいくつかありますが、私の知る限り、このカテゴリに当てはまる赤いレーザーはありません。「高出力クラスIIIb」赤色レーザーのコスト〜70ドル

そうは言っても、コストと安全性の両方の理由から、緑色レーザーが好まれます。

私は個人的には赤いレーザーを好みますが、夜間に誰もが暗い保護メガネをかけるようにすることは、星のオブジェクトを指摘するという単純な作業を複雑にすると同時に、レーザーが何を指しているのかを人々が理解しようとするのを見るのが面白くて、アイウェアをつけた状態でビームがすべて見えるので。12Mwレーザーからのビームを間接的に見る安全ゴーグルがないと、深刻な損傷を引き起こす可能性があります...これも、天文学者が単純な緑色レーザーを使用する理由です。

赤いレーザーを空に向けて照らしてみたことはありますか？持っている場合、何も表示されません。さて、緑色のレーザーを空に向けて照らそうとすると、ビームが無限に伸びます。

これは、緑色のレーザーが赤色のレーザーよりもはるかに強いためです。赤色レーザーはそれほど危険ではないため、日常生活で頻繁に使用されます。

赤は可視スペクトルよりも低いエネルギーである赤外スペクトルに近い色です。つまり、赤色のレーザー光の光子が空気やほこりの粒子に当たると、それは吸収されるだけです。

ただし、緑色はスペクトルに沿ってはるかに遠くにあるため、赤色よりもエネルギーが高くなります。緑色のレーザー光の光子が空気の粒子に当たると、吸収されます。すると、とても高いエネルギーなので再放出されます。または、素人の言葉で言えば、ビームは空気粒子で反射します。

この散乱は、レイリー散乱として知られています。

この反射は、天文学者がポイントされている場所までビームを追跡できるように使用されます。これは、星、銀河、その他の天体の全体を見つけるのに役立ちます。

PS

最も強力な可視レーザーが必要な場合は、近紫外レーザーを使用する必要があります。もちろん、そのようなビームを生成するには、ほとんどの国で違法な電力が必要です。