impuls van foton meten

[HansH]

Ik heb het voorbeeld van de flitser nog eens nagerekend met de wiki pagina:
https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure#Theory
Force=power/c=2500/3E8=8.3uN
flitser had een oppervlak van ca 2 x 3 cm=6cm2=6E-4m2.
pressure=8u/6E-4=0.013N/m2=0.013 pascal.
gehoordrempel is ca 10u pascal: https://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidsdruk
dus heb je een dB level van 20log(0.013/10u)=62dB Dat lijkt me wel ongeveer het geluidsnivo wat ik hoorte, nl een flinke tik.

[HansH]

Stel, oppervlak van de bodem van het blik is 0,01 m²
Stel, 10 % van de ingestraalde energie van 2,5 J wordt geabsorbeerd.
Stel, 10% van die energie zorgt ervoor dat de lucht bij die bodem verwarmd wordt, dat is 0,025 J.
Stel de dikte van die luchtlaag is 5 mm.
Volume lucht is dan 5E-5 m³
Dichtheid 1,2 kg/m², massa is 6E-5 kg.
Soortelijke warmte 1000 J/kg.K
Die lucht wordt ca 0,4 K warmer.
De druk wordt ca p₀*0,4/300 = 1,3E2 Pa hoger.
Op de bodem wordt de kracht dan ca 1,3 N.

Een natte-vinger berekening, maar deze kracht is 5 ordes van grootte hoger dan die door stralingsdruk.

Waarom denk je dat een luchtlaag van 5mm verwarmd wordt? het weerkaatste licht heeft immers vrijwel geen absorptie in lucht dus kan zijn vermogen niet afstaan aan de lucht. een laserstraal gaat kilometers ver zonder veel energie e verliezen. Het enige wat verwarmd wordt is het metaal. en dat zet nauwelijks uit met 0.4 kelvin. De overdracht van warmte van metaal naar lucht heeft een tijdconstante die vele malen groter is dan 1ms,

[Michel Uphoff]

Een vacuum van 1e-5 bar (1 Pa) is geen heel hoog vacuüm, veel lagere drukken zijn te bereiken.

10^-5 bar is 0,01 millibar. Dat niveau zou mijn schottenpompje met de juiste olie (er zijn oliën die minder dan 0,001 mbar dampdruk halen) wellicht kunnen bereiken.

[Xilvo]

Ik heb het voorbeeld van de flitser nog eens nagerekend met de wiki pagina:
https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure#Theory
Force=power/c=2500/3E8=8.3uN

Bij reflectie het dubbele, daar heb ik mee gerekend om het grootst mogelijke effect te berekenen.

flitser had een oppervlak van ca 2 x 3 cm=6cm2=6E-4m2.

Oppervlak van de flitser is irrelevant, het geluid kwam volgens jou van het blik.

pressure=8u/6E-4=0.013N/m2=0.013 pascal.
gehoordrempel is ca 10u pascal: https://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidsdruk
dus heb je een dB level van 20log(0.013/10u)=62dB Dat lijkt me wel ongeveer het geluidsnivo wat ik hoorte, nl een flinke tik.

Het gaat om de kracht op het blik. Dat is geen geluidsdruk. 62 dB is absurd hoog en niet correct.
Zie mijn eerdere post, het effect is vergelijkbaar met het geluid door een haar die op het blik valt met een snelheid van 2 cm/s.

[Xilvo]

Waarom denk je dat een luchtlaag van 5mm verwarmd wordt? het weerkaatste licht heeft immers vrijwel geen absorptie in lucht dus kan zijn vermogen niet afstaan aan de lucht. een laserstraal gaat kilometers ver zonder veel energie e verliezen. Het enige wat verwarmd wordt is het metaal. en dat zet nauwelijks uit met 0.4 kelvin.

Het licht valt op het blik. 10% wordt geabsorbeerd door het blik.
Het blik warmt op, 10% van die warmte-energie gaat naar de aangrenzende luchtlaag.
Dat waren mijn aannames voor een ruwe inschatting.

De overdracht van warmte van metaal naar lucht heeft een tijdconstante die vele malen groter is dan 1ms,

De grenslaag in contact met het blik neemt onmiddellijk die temperatuur aan, bij dit soort warmteoverdracht heb je geen tijdconstante, het is geen eerste-orde systeem.
De lucht koelt ook trager weer af, mogelijk duurt het effect van de opgewarmde lucht daardoor ook iets langer dan die 1 ms. De impuls, kracht maal tijd, op het blik kan dan ook nog wat groter zijn.

Dat uitzettende luchtlaagje produceert ook zelf al een geluidsgolf, zelfs als het blik helemaal niet in beweging komt.

Maar nogmaals, het is een grove berekening om de ordegrootte van het effect in te schatten. Die is door opwarming vele malen groter dan door stralingsdruk.

[OOOVincentOOO]

Ik heb het voorbeeld van de flitser nog eens nagerekend met de wiki pagina:
https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure#Theory
Force=power/c=2500/3E8=8.3uN
flitser had een oppervlak van ca 2 x 3 cm=6cm2=6E-4m2.
pressure=8u/6E-4=0.013N/m2=0.013 pascal.
gehoordrempel is ca 10u pascal: https://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidsdruk
dus heb je een dB level van 20log(0.013/10u)=62dB Dat lijkt me wel ongeveer het geluidsnivo wat ik hoorte, nl een flinke tik.

Hallo,

Goed dat jezelf aan het rekenen bent gegaan. Er komen dezelfde resultaten uit als ik berekende! Jij hebt het oppervlakte nu verkleind van koektrommel naar de behuizing van de flitser. Erg creatief om letterlijk nog dichter in de buurt te komen waar je wilt. Dus met je oor tegen de flister is het geluid natuurlijk harder.

Echter dit betekend dat op een koektrommel afstand van de flitser de potentiele geluidsdruk een ritselend blad is voor 1ms!

Let wel op dat in die berekening alle stralingsdruk omgezet word in een luchtdruk golf wat zeer onrealistisch is. Dat heb ik ook bij mijn berekeningen vermeld. Dat is in de praktijk is het zeer onwaarschijnlijk.

Ik ben blij dat jezelf aan het rekenen bent. Echter blijf ik van mening dat het zeer onwaarschijnlijk is dat je de stralings druk van licht hoort.

Ben je je rijk aan het rekenen tot je een getal hebt wat jouw bevalt/denkt ? Of wil je echt begrijpen wat je hoort?

Die Xenon flistlampen hebben een hoge gasdruk en bereiken hoge temperaturen. Zou de plotselinge temperatuur en druk verandering in de Xe tube niet een betere verklaring zijn?

[OOOVincentOOO]

Laatste poging in woorden:

Stralingsdruk kan ontstaan door: emmisie, absobtie en reflectie (Wiki):

• Al het licht dat je nog kan zien is niet omgezet in een luchtdruk. Absorbtie licht in lucht, minimaal: 0.

• De lamp zelf straalt 360° 3D uit. Effect door emmisie: 0.

• Gereflecteerd licht zou een geluids golf kunnen veroorzaken, de spiegel dient dan zo flexibel te zijn zodat deze een geluidsdrukgolf kan veroorzaken. Effect door reflectie: 0.

[HansH]

Ik ben niet op zoek naar om een zo luid mogelijk geluid te krijgen, maar om te verklaren wat ik ooit heb gezien. Inderdaad maakte de koektrommel meer geluid als ik de flitser dichterbij hield. dat kunnen we nu dus ook verklaren via powerdensity.

waarom denk je dat stralingsdruk opmgezet wordt in luchtdruk? wat er volgens mij gebeurt is dat de stralingsdruk puls het metaal even versnelt en dat versnellende metaal genereert dan de geluidsgolf zoals een luidspreker (of trommel) dus het is het metaal wat de luchtdruk genereert en niet het licht. (anders zou je een laserstraal puls in de lucht ook moeten kunnen horen)

mbt jopuw opmerking "Die Xenon flistlampen hebben een hoge gasdruk en bereiken hoge temperaturen. Zou de plotselinge temperatuur en druk verandering in de Xe tube niet een betere verklaring zijn?"
Je hoort de knal in de flitsbuis zelf en ook het aanslaan van het metaal van de koektrommel. beide effecten zijn heel goed uit elkaar te houden omdat je oren duidelijk de richting waar het geluid vandaan komt kunnen vaststellen. als je de koektrommel in je handen houdt kun je het zelfs voelen trillen. en al of niet je vinger op de bodem houden geeft gelijk een ander geluid, dus dat laat ook zien dat het de bodem is.

[Xilvo]

wat er volgens mij gebeurt is dat de stralingsdruk puls het metaal even versnelt en dat versnellende metaal genereert dan de geluidsgolf zoals een luidspreker (of trommel) dus het is het metaal wat de luchtdruk genereert en niet het licht. (anders zou je een laserstraal puls in de lucht ook moeten kunnen horen)

De impuls die de straling aan het blik overdraagt, 1,67E-8 N.s, is veel te klein om hoorbaar geluid te produceren.
Dat is wat je hoort als je een haar met een snelheid van 2 cm/s op het blik laat vallen, of een rijstkorrel van een hoogte van 0,1 μm.

[HansH]

De impuls die de straling aan het blik overdraagt, 1,67E-8 N.s, is veel te klein om hoorbaar geluid te produceren.
Dat is wat je hoort als je een haar met een snelheid van 2 cm/s op het blik laat vallen, of een rijstkorrel van een hoogte van 0,1 μm.

misschien goed om even naar mijn berekening te kijken. Ik heb precies de formule gebruikt van de wikipedia pagina.Nu hebben we 2 verschillende resultaten. Als dat antwoord niet klopt is de vraag wat er dan niet klopt.

[Xilvo]

Ik heb al op die berekening gereageerd. Die deugt niet en ik heb uitgelegd waarom.

Je hebt niet verteld waar mijn berekening fout zou zijn.

[OOOVincentOOO]

Ik ben niet op zoek naar om een zo luid mogelijk geluid te krijgen, maar om te verklaren wat ik ooit heb gezien.
waarom denk je dat stralingsdruk opmgezet wordt in luchtdruk?

Nu vallen mijn schoenen uit. Eerst hoor je stralingsdruk en nu opeens zie je het?

Om iets te horen moet de stralingsdruk omgezet worden naar luchtdruk (de fotonen bereiken niet je oor!). In mij rekenvoorbeeld neem ik aan dat het 100% is. Puur te bekijken hoeveel druk dit veroorzaakt heel erg weinig dus.

In realiteit kan impulse overdracht door absorbtie en reflectie:
Absorbtie direct aan lucht is heel erg klein en verwaarloosbaar (zou dat niet zijn dan kan je geen meter ver vooruit kijken) Dan blijft er een optie over: men dient een medium oppervlakte materiaal te hebben wat dan vibreerd via absortie of reflectie. De vibratie word dan overgedragen aan de lucht. De massa/dichtheid van de behuizing/spiegel is veel te hoog om de impuls over te dragen. In jouw favoritie beeldtaal: gooi een handje zand tegen een stenen muur: gaat de muur nu meetbaar trillen?

Dus is er een geluid hoorbaar door stralings druk: ik geloof helemaal van NIET!

(nb. door emmisie is er ook nog overdracht mogelijk. Maar die worden opgeheven: links-rechts, boven-onder.

[HansH]

Ik heb al op die berekening gereageerd. Die deugt niet en ik heb uitgelegd waarom.

welk bericht is dat en wat is jouw berekening die je volgt? Ik heb het topic nogmaals doorgenomen maar jouw input is voor mij niet duidelijk. Welke formules gebruik je? eea is voor mij zo te onduidelijk en kost te veel tijdsverlies om mee verder te gaan als je niet specifiek en to the point antwoord.

[HansH]

Eerst hoor je stralingsdruk en nu opeens zie je het?

dan heb je mijn boodschap niet begrepen volgen mij.
Mijn redenatie was:
stralingsdruk levert druk op het voorwerp waar het tegen reflecteert (de koektrommel in mijn voorbeeld) Die druk levert verplaatsing op van het ijzer van de bodem en dat wordt overgrdragen naar de lucht (luidspreker)

[Xilvo]

Temperatuurverloop in blik (ijzer); x<0 en lucht, x>0 na de flits van 1 ms

Blikken plaatje 10 x 10 cm, 0,4 mm dik. 10% van de straling wordt geabsorbeerd.

Door het temperatuurverschil tussen voor- en achterkant van het plaatje zal het een beetje krom trekken. De afwijking in het midden is ca 2 μm. Dat gebeurt binnen 1 ms en zal een hoorbare klik geven.

Een dergelijk blikken plaatje (vrij zwevend) zal door de stralingsdruk (zonder absorptie, totale reflectie!) een snelheid krijgen van 6E-8 m/s en diezelfde verplaatsing van 2 μm pas na ruim een halve minuut bereiken.
Uiteraard veroorzaakt een geleidelijke verplaatsing geen waarneembaar geluid - en een onderdeel van een blik is natuurlijk niet vrij om te bewegen.