Warum schneiden Laser? Ist dies ein Fall von Licht, das als Materie wirkt?

Wenn Laser etwas schneiden, schneiden sie nur in dem Sinne, dass Atome nicht mehr so ​​angezogen werden, wie sie es einmal waren. Wenn es um die kleinen Details geht, ist es nicht wirklich dasselbe wie mechanisches Schneiden.

Denken Sie daran, dass Laser Photonen abschießen, und wenn Photonen auf Atome treffen, regen sie Elektronen an. Wenn Sie diese Elektronen genug anregen, haben sie genug Energie, um sich von den Atomen zu lösen, zu denen sie früher "gehörten". Dadurch lösen sich einzelne Atome von allen anderen Atomen, an die sie einst gebunden waren, und in dem wahnsinnigen Gerangel, in einen niedrigeren Energiezustand zu gelangen, gehen sie sehr wahrscheinlich nicht in die gleiche Konfiguration wie zuvor. Einige Atome, wie diejenigen, die direkt vom Laserstrahl getroffen werden, verdampfen und schweben davon. Andere "wählen" eine Seite des Materials, zu der sie gehen möchten. Alle Bindungen, die das Material mit sich selbst hatte, werden dann aufgelöst, sodass es effektiv geschnitten wird.

Das ist etwas anderes, als beispielsweise mit einer Schere oder einer Schere an das Material heranzugehen. Die Methoden zum Schneiden dieser Dinge sind rein mechanisch, und Sie müssen sich nicht so sehr um Dämpfe kümmern wie beim Schneiden mit einem Laser. (Sie müssen sich auch keine Gedanken über Reflexionen von Materialien machen!)

Schneiden ist ein Prozess, bei dem Sie Energie liefern, um chemische Bindungen in Material zu brechen, das Sie schneiden.

Wenn Sie eine Säge verwenden, liefern Sie mechanische (kinetische) Energie, die sich in kinetische Energie von Partikeln des von Ihnen geschnittenen Gegenstands umwandelt, damit sie aus dem Gegenstand herauskommen können.

Laser ist nur eine weitere Möglichkeit, solche Energie zu liefern, da ein Photon genug Energie hat, um einige Bindungen aufzubrechen und etwas Wärme für die Moleküle zu liefern, die verdampfen können.

Da beim Schneiden nur chemische Bindungen aufgebrochen und Partikel an einer bestimmten Stelle entfernt werden, kann der Laser schneiden. Es hat nicht viel mit dem Newtonschen „Lichtteilchen“-Ansatz zu tun.

Stellen Sie sich den Laserprozess ähnlich wie das Schmelzen einer Substanz durch eine Zustandsänderung vor.

Eine Analogie könnte darin bestehen, einen heißen Draht auf einen Eiswürfel zu legen. Es macht eine "Scheibe" durch Hitze, nicht durch Schneiden. Es verwandelt das Festkörpereis in Wasser und Gas, das nicht mehr gleich zusammenhält.

In Bezug darauf, wie das Laserlicht eine solche Energie liefern kann, um etwas zu schneiden, liegt es daran, dass es "kohärentes Licht" ist. Ein altes Beispiel, um sich das vorzustellen, ist, stellen Sie sich einen Trupp Soldaten über einer Brücke vor. Wenn sie marschieren (dh alle stampfen synchron im gleichen Tempo in den Boden), addieren sie jedes Stampfen zur gleichen Zeit und addieren Energie, als ob die gesamte Truppe ein einziger riesiger Stiefel wäre, der auf die Brücke stampft, also könnte es gleichmäßig sein brechen und stürzen - deshalb marschieren (sollten) niemals Menschengruppen über eine Brücke.

Jedes Photon im Laser ist synchron kohärent miteinander und fügt dem Strahl Energie hinzu, anstatt die Energie einzeln zu streuen, wie es bei einer gewöhnlichen Lampe der Fall ist. Der Strahl wird also über einem kleinen Bereich der Materie so intensiv sein, dass Energie an ihn abgegeben wird, sodass er auseinanderbricht (verbrennt).

Photonen besitzen Impuls und werden von der Schwerkraft beeinflusst. Sie verhalten sich also die ganze Zeit wie Materie. Um den effektiven Impuls zum Laserschneiden zu nutzen, ist eine sehr hohe Photonendichte erforderlich, die praktisch nicht durchführbar ist.

Beim industriellen Laserschneiden wird eine extreme Wärmedichte zum Schneiden verwendet. Es gibt viele Methoden, z. Aufdampfschneiden, Melt & Blow, Thermal Stress Cracking usw. Siehe Wikipedia-Seite Laserschneiden , Abschnitt Methoden .

Laser „schneiden“ als Wechselwirkung zwischen Materie und Strahlung (selbst unterschiedliche Formen natürlicher Substanz)

Ein LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of (Coherent) Radiation)-Strahl, der kohärent und hochenergetisch ist (quantenmechanisch a-la Einstein-Planck-Beziehung, Energie ist direkt analog zur Laserfrequenz), wenn er mit Atomen und Molekülen interagiert, bietet genug Energie für Elektronen und Moleküle, um sich auf höhere Energieniveaus zu bewegen, und darunter liegende Bindungen werden locker oder brechen vollständig, was zu dem makroskopischen Ergebnis des "Schneidens" führt.

Wie oben erwähnt, "schneiden" nur bestimmte Arten von LASER bestimmte Arten von Materieverbindungen (bezogen auf die Frequenz / Energie des Strahls und die Basisenergie der Bindungen der untersuchten Materieverbindung).