- Расходимость пучка лазерного луча при прохождении пространства — это мера угла, под которым диаметр или радиус луча увеличивается с увеличением расстояния от оптической апертуры. Этот термин используется только в «дальнем поле», вдали от фокуса луча. Расходимость измеряется в миллирадианах (мрад) или градусах (°), Указывается в паспорте лазера. Чем меньше расходимость, тем меньше диаметр пучка на расстоянии от источника будет отличаться от исходного.
- Эксперимент для демонстрации расходимости пучка лазерного луча при прохождении пространства в лазерной указке можно провести следующий опыт:
- Направить лазерный луч на экран. Например, при длине кабинета 10 м. и диаметре луча при выходе из указки D = 3 мм диаметр луча при падении на экран составит D1 = 6 мм, а при падении на экран — D2 = 8 мм. Расходимость луча — примерно 2 мм на расстоянии 10 м. Источник: https://fiz.1sept.ru/article.php?ID=200700611
Сразу предупрежу, что это короткая реплика или попытка рассмотреть вопрос в первом приближении. Вернуться к этой теме, заставило упоминание в списке "доказательств" пилотируемой высадки США на Луну, неких "уголковых отражателей", якобы оставленных американскими астронавтами на Луне полвека назад. Направьте, говорят нам свидетели лунных высадок НАСА, луч лазера прямо в этот уголковый отражатель, и луч, отразившись от установленного американскими астронавтами на лунной поверхности уголкового отражателя, тут же к вам обратно и вернется - а вы не верили в то, что американцы высаживались на Луну. Темнота, невежество, лень. А кто же тогда уголковые отражатели на Луне оставил ? А как же тогда луч лазера то к вам возвращается ? То-то. И фотография для наглядности:
Слева - Луна. Справа - Земля. Прямой как лыжная палка луч зеленого лазера с Земли бьет в якобы установленный на Луне катафот, отражающая поверхность, которого не более 0,25 м², а его размер — примерно 0,45 × 0,45 м. О-па. Луч вернулся. Значит литали. Нам остается мучительно покраснеть от стыда за свои невежество, темноту и лень, и молча отойти в сторону. Столько лет прожить и ни разу не направить луч лазера в заботливо установленный американскими астронавтами для нас козлов, и для всего человечества, уголковый отражатель. И где ? На Луне ! А конспирологией заниматься время мы находим.
Для того, чтобы не краснеть и не мучаться перед апломбом свидетелей НАСА, необходимо знать несколько простых фактов о лазерном луче.
Расходимость пучка лазерного луча при прохождении пространства — это мера угла, под которым диаметр или радиус луча увеличивается с увеличением расстояния от оптической апертуры. Этот термин используется только в «дальнем поле», вдали от фокуса луча. Расходимость измеряется в миллирадианах (мрад) или градусах (°), Указывается в паспорте лазера. Чем меньше расходимость, тем меньше диаметр пучка на расстоянии от источника будет отличаться от исходного.
Это означает, что при прохождении пространства луч лазера подвержен дифракционной расходимости.
Так, что картинка с прямым как лыжная палка лазерным лучом, бьющим с Земли точно в установленную на Луне катафоту площадью 0.25 м2 изначально лжива и призвана вводить таких как мы в заблуждение. Свидетели лунных высадок НАСА же к нам с этим "доказательством" обращаются. Ну какое лазерное устройство мы, простые желающие приобщиться к лунным высадкам, можем взять ? Китайскую лазерную указку, что подешевле ? Или зеленый лазер, что подороже ?
Эксперимент для демонстрации расходимости пучка лазерного луча при прохождении пространства в лазерной указке можно провести следующий опыт:
Направить лазерный луч на экран. Например, при длине кабинета 10 м. и диаметре луча при выходе из указки D = 3 мм диаметр луча при падении на экран составит D1 = 6 мм, а при падении на экран — D2 = 8 мм. Расходимость луча — примерно 2 мм на расстоянии 10 м. Источник: https://fiz.1sept.ru/article.php?ID=200700611
Расходимость лазерного пучка бытовой указки составляет 2 мм на каждые 10 метров пространства. Имеется в виду именно дефракционная расходимость пучка при прохождении пространства, которая будет иметь место и в вакууме космического пространства, а не рассеивание в атмосфере, которое есть отдельная тема и дополнительный источник уширения конечного диаметра лазерного луча. Может быть посчитаем, какова будет расходимость лазерного пучка на среднем расстоянии 380 000 километров, отделяющем нас от якобы ждущего лазерного луча уголкового отражателя на поверхности Луны ? 380 000 километров это 380 000 000 метров. Поделить на 10 метров, получим коэффициэнт 38 000 000. Умножить на 2 миллиметра получим 76 000 000 миллиметров или 76 000 метров. Если начальный диаметр лазерного луча был 3 миллиметра, то дойдя до Луны он превратится в пятно диаметром 228 000 метров или 228 километров. Отразившись от отражателя, то, что осталось от начального пучка, отправится в обратный путь на Землю и добравшись до Земли, видимо будет уже диаметром с диск Земли (возможно немного преувеличиваю или преуменьшаю). Останется только поймать и выделить фотоны правильной длины волны, подтверждающей постулат "Значит литали !".Ловите неопровержимое доказательство лунной высадки.
То есть, как вы понимаете, речь идет не про указки, не про дорогие зеленые лазеры, а про большие специальные астрономические лазеры, которых у нас в большинстве к сожалению нет. Например, для оптических систем на базе крупных телескопов, которые используются для локации Луны, космических аппаратов, связи с МКС, достижима расходимость луча примерно 1 угловая секунда (с учётом турбулентного расширения луча в атмосфере) равная 4,8481368110954 миллиметра или 0,000278 градуса или 0,000005 радиан.
Чтобы не отягощать читателей формулами - расходимость пучка бытовых лазеров может составлять до нескольких угловых минут. Допустим, 3 угловые минуты. Т.е. в 180 раз больше, чем у самого лучшего астрономического лазера. Но и исходный диаметр луча у таких лазеров уже не 3 мм. , а в десятки раз больше. Например диаметр лазерного луча-указки (гида) у телескопов в обсерваториях - 30 мм. Даже если мы поделим пятно от бытового лазера равное 228 000 метров на 180 получим пятно на Луне диаметром 1267 метров. А площадь уголкового отражателя - 0,25 метра.
Площадь пучка от сигнала на поверхности Луны составляет 25 км² (площадь уголковых отражателей при этом — примерно 1 м на 1 м). Отражённый от
прибора на Луне свет в течение примерно одной секунды возвращается в телескоп, далее проходит через систему фильтрации для получения фотонов
на нужной длине волны и для отсева шумов. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9B%D1%83%D0%BD%D1%8B
Попадают лазером конечно же не в отражатель, а в лучшем случае в район площадью в километры квадратные, в котором, как думают, где то есть отражатель, Затем улавливается то, что отразилось, происходит научная магия, все лишнее отсеивается, неправильные фотоны (фон, шумы) подавляются, нужное выбирается, правильные фотоны регистрируются и:
Итог: Литали !
При всем уважении к наукам смысловая конструкция с уголковыми отражателями является примером циклической аргументации, где два постулата взаимно обосновывают друг друга.
Циклическая аргументация (также круговое рассуждение, круговая аргументация, порок круга) — это логическая ошибка, при которой истинность утверждения доказывается с помощью другого утверждения, которое, в свою очередь, истинно только если первое утверждение уже доказано. Проще говоря, это логический круг, где следствие выступает причиной или наоборот.
Постулат 1: Американские астронавты полвека назад живьем высадились на Луну и установили там уголковые отражателя. Вот фотография как бы с Луны, ни разу не фронтпроекция ( )))) не верьте Коновалову ни в коем случае !), где мы видим корабль, на котором отражатели доставили как бы на Луну и собственно отражатель уже установленный и почему то с совершенно черной отражающей поверхностью, чернее самой поверхности Луны, которая если верить справочникам эталонно черная (альбедо = 0.07):
Постулат 2: Когда мы направляем луч лазера с определенной длиной волны на Луну то с помощью специальных датчиков мы через 1 секунду фиксируем фотоны с аналогичной длиной волны.
Это все крайне интересно, учитывая тот факт, что первые опыты по отражению луча лазера от поверхности Луны или лазерной локации Луны в США и СССР были проведены практически одновременно в 1962 и 1963 гг., т.е.за семь лет до якобы высадки на Луну "миссии Аполло 11" в 1969 году. И все уже прекрасно от Луны отражалось безо всяких уголковых отражателей :
"Первые эксперименты по лазерной локации Луны были выполнены американскими учеными в 1962 г. [1], а годом позже — 13 сентября 1963 г. — советскими специалистами [2]. В них луч лазера при помощи телескопа направлялся на определенную точку лунной поверхности, отраженный от Луны световой сигнал попадал в тот же телескоп и регистрировался фотоприемником. Для локации использовались рубиновые лазерыс длительностью импульса ~ 1 мс. Соответствующая этой длительности ошибка в измерении расстояния до Луны составляла около 150 км, что значительно превышало возможную ошибку при определении его другими методами.
... Следующий лазерный эксперимент советские ученые провели в КрАО в 1966 г. для измерения расстояния до лунного кратера Фламмарион. Для локации применялся лазер с модулированной добротностью. Длительность его импульса составляла порядка стомиллионных долей секунды, что позволило снизить ошибку измерения до нескольких сотен метров. Причем она была обусловлена уже не свойствами аппаратуры (длительностью импульса), а свойствами самого объекта, на который направлялся луч лазера [4]. " (Первые космические эксперименты по лазерной локации Луны (К 50-летию посадки на Луну «Лунохода-1») © А. В. Ипатов, Л. А. Ведешин ИПА РАН, г. Санкт-Петербург, Россия Источник: https://iaaras.ru/media/issues/t53/t53_30_ipatov.pdf)
То есть еще до всех "лунных высадок" и "уголковых отражателей" лазерная локация Луны уже проводилась с точностью до нескольких сотен метров. В чем же тогда проблема то ?
"Первые опыты"лазерной локации Луны выявили два основных недостатка этого метода: во-первых, значительное ослабление светового сигнала по пути к Луне и обратно затрудняло его регистрацию на Земле; во-вторых, нестрогая параллельность световых лучей в пучке, посылаемом с Земли (лучи расходятся на несколько угловых секунд) вела к тому, что пучок освещал на Луне площадку в несколько километров, в районе которой всегда могли быть неровности рельефа с большой разностью высот. Таким образом, возникала ошибка в сотни метров (ай-яй-яй !!! Почему то на фотографиях "миссии Аполло11" мы никаких неровностей рельефа не видим - А.В.). Научный же интерес в то время представляло измерение расстояния до Луны с точностью в несколько метров. Для получения таких результатов необходимо было локализовать точки отражения на Луне,т. е. установить на ней малые мишени, эффективно отражающие свет в направлении наблюдателя" Источник: https://iaaras.ru/media/issues/t53/t53_30_ipatov.pdf
Научный же интерес в "то время" (1962-1966 гг.) представляло измерение расстояния до Луны с точностью в несколько метров. Поэтому быстро собрали экспедицию ученых-астронавтов дали им запас уголковых отражателей и в 1969 году отправили их на Луну эти отражатели там раскладывать. Мне уже смешно. Сложно не заметить, что первые эксперименты с лазерной локацией (1962-1963 гг.) совпадают с годом, когда Президент США произнес так называемую "Лунную речь" (12 сентября 1962 г.). В СССР и в США. А о изобретении собственно лазера как прибора было объявлено в 1960 году. Изобрели, посветили на Луну, отправили на Луну экспедицию. Более всего мне это напоминает американские инновационные пузыри. И чем все закончилось ? Удалось получить измерения точностью до нескольких метров и даже нескольких миллиметров после того как астронавты положили якобы на Луну уголковые отражатели ? Судите сами - я цитирую два отрывка из одной и той же публикации ИПА РАН:
"Следует отметить, что маневрирование «Лунохода-1» осуществлялось в пределах этого пятна и введение поправок на маневрирование не было необходимым. Избранный способ наводки телескопа не ограждает от плохо учитываемых ошибок, поэтому была разработана программа поиска лазерного отражателя путем последовательного обстрела 25 точек, равномерно распределенных в квадрате размером 25 × 25 км (рис. 4). Поиск был начат с центральной точки этого квадрата с координатами 34º 53′′ W и 38º 17′′ N (точка № 13) локация которой проводилась в течение всего сеанса 5 декабря. В результате сеанса, продолжавшегося около 40 мин (170 импульсов), был обнаружен достаточно четкий отраженный сигнал." Источник: https://iaaras.ru/media/issues/t53/t53_30_ipatov.pdf
И
"Для определения расстояний до отражателя использовались только сигнальные точки (с крестиками), полученные с помощью измерителя временных интервалов, т. е. с точностью േ10ି଼ с (результаты, снятые с осциллорафа: (точки с кружками) не учитываются ввиду меньшей точности). Если аппроксимировать ход этих точек плавными кривыми, то отклонение экспериментальных значений от кривых не превысит ±2 × 10ି଼ с, что совпадает с аппаратурной ошибкой и соответствует ошибке в расстоянии ±3 м [7].
... Вслед за «Луноходом-1» 16 января 1973 г. станцией «Луна-21» на Луну был доставлен самоходный аппарат «Луноход-2». К французскому уголковому отражателю были добавлены фотоэлементы советского производства. В обсерваториях Пик-дю-Миди на телескопе 1.02 м в Пиренеях и в Крыму французскими и советскими учеными соответственно были проведены лазерные измерения с использованием уголковых отражателей с целью определения расстояния от Земли до Луны с точностью до 3 м. При работе с «Луноходом-1» точность измерений в КрАО составляла около 3 м и до 40 см — с «Луноходом-2»" Источник: https://iaaras.ru/media/issues/t53/t53_30_ipatov.pdf
Вы меня конечно извините, я наверняка многого не понимаю, но если мне говорят про обстрел лучом лазера 25 точек равномерно расположенных в квадрате площадью 25x25 километров, в котором маневрирует Луноход, то это будет разрешение съемки 1 точка на 25 километров квадратных с площадью лазерного пятна в несколько километров квадратных. Это при том, что "всего за период 1969–1973 гг. на поверхности Луны было установлено пять ретрорефлекторов (3 — США и 2 — СССР), включая ретрорефлектор «Лунохода-2»." То есть ретрофлекторов (уголковых отражателей) всего пять, а точек облучения двадцать пять. Но невероятную точность измерений с точностью до сантиметров и миллиметров обеспечивают именно ретрофлекторы. Как это превращается в погрешность измерений, исчисляемую в сантиметрах подробно не объясняется, просто сообщается, что:
"В 1970 г. НАСА организовало специальную группу по лунной локации Луны и стало проводить регулярные измерения расстояний до лунных отражателей в обсерватории Макдональд Техасского университета (США) с помощью телескопа диаметром 2.7 м. Первоначальная погрешность измерений составляла 3 м, которая к 1972 г. была уменьшена до 15 см. В период 1984–1987 гг. работы по лазерной локации были постепенно переведены на специально созданную станцию MLRS, оборудованную телескопом 0.76 м." Источник: https://iaaras.ru/media/issues/t53/t53_30_ipatov.pdf
Поскольку статья уже давно превысила объем короткой реплики, ваш покорный слуга считает правильным на этом раскланяться для анализа большего числа источников, ибо важно понять как квадраты площадью 625 км2 превращаются в сантиметры.