Lasertypen und Anwendungen Das Laserprinzip wurde erstmals im Jahr 1954 zur Erzeugung kohärenter Mikrowellen angewandt, der erste Laser war daher ein Maser (Microwave amplification by stimulated emission of radiation). Es dauerte noch bis 1960, bis der Rubin-Laser und der He-Ne-Laser als erste Laser im sichtbaren Bereich strahlten. Viele verschiedene Lasertypen und Lasermedien mit einer Fülle von Anwendungen wurden seither entwickelt. Lasermedien können Festkörper (z. B. Kristalle und Halbleiter), Flüssigkeiten (Farbstofflaser) oder Gase (He-Ne, CO2, …) sein und entweder gepulst oder im Dauerbetrieb betrieben werden. Die Lichtleistung von Lasern für die Industrie kann 20 kW und mehr betragen, ein Vielfaches wird allerdings für den Betrieb gebraucht. Laser sind zu Alltagsgeräten geworden. Einige Anwendungen: In der Augenmedizin werden vielfältige Operationen mittels Laser durchgeführt. Die Ablösung der Netzhaut vom Augenhintergrund führt zur Erblindung. Mittels Laserlicht kann die Netzhaut wieder fixiert werden. Bei Kurzsichtigkeit macht ein „Abschleifen“ der zu stark gekrümmten Hornhaut durch Wegbrennen mittels Laserstrahl das Tragen von Brillen überflüssig. Der „Graue Star“ ist eine Trübung der Augenlinse und verringert das Sehvermögen. Bei der Star-Operation wird die Hornhaut mittels Laser (oder Skalpell) aufgeschnitten und die Linse durch eine Kunststofflinse ersetzt. In der Chirurgie dient der Laser als Skalpell. Da Blutgefäße gleich wieder verschlossen werden, heilen Wunden bei Laseroperationen schnell. In der Materialbearbeitung hat sich sehr früh das Schneiden und Bohren von Werkstücken mittels Laser bewährt. Beim Laserschneiden wird das Material entlang des Schnitts verdampft. Es fallen keine festen Späne an, stattdessen entwickeln sich Gase, die eventuell die Gesundheit gefährden. Mit der Laserpistole misst die Polizei Geschwindigkeiten im Straßenverkehr. Am Bau ersetzt der Laserentfernungsmesser das Maßband und ist wesentlich genauer. Ist es nicht erstaunlich, dass seit der ersten Landung am Mond im Jahr 1969 die Distanz Erde–Mond mittels Laser gemessen wird und auf wenige Zentimeter genau bekannt ist? Dabei konnte nachgewiesen werden, dass sich der Mond jährlich um etwa 3,5 cm von der Erde entfernt. Auch bei der Nutzung des Internets sind Laser im Spiel. Informationen werden in kurzen Lichtblitzen – von Lasern erzeugt – durch Glasfaserkabel übertragen. Was wären schließlich ein Rock-Konzert oder die Linzer Klangwolke ohne eine Lasershow? Zeichnungen am Himmel mit Lichtstrahlen von leistungsstarken Lasern begeistern das Publikum. Untersuche, überlege, forsche: Polarisation von Laserlicht 125.1 E2 Untersuche mittels Polarisationsfiltern (Polarisationsfolien, Polaroidbrillen), ob der Strahl eines Laserpointers polarisiert ist. Wie könntest du auf jeden Fall einen polarisierten Strahl erhalten? Protokolliere deine Vorgangsweise und deine Schlussfolgerung. 125.2 E2 Untersuche die Polarisation des Streulichts beim Durchgang eines polarisierten Laserstrahls durch ein trübes Medium (z. B. Wasser mit einigen Tropfen Milch). Protokolliere deine Vorgangsweise und deine Schlussfolgerung. 125.1 Eine Laserdiode, wie sie z. B. in einem CD-Player enthalten ist. Die Lichtemission erfolgt in einer etwa 1 µm dicken Schicht. 125.2 Ein Laserpointer für die Astronomie produziert einen künstlichen Stern. Dieser wird verwendet, um die atmosphärischen Unruhen zu vermessen und bei der Beobachtung auszugleichen. Über dem Teleskop erstreckt sich das Band der Milchstraße. Eigenschaften von Laserlicht Laserlicht ist nahezu paralleles Licht mit einer einzigen Frequenz. − Die Teilwellen eines Laserstrahls schwingen in gleicher Phase, Laserlicht ist kohärentes Licht. − Wegen des geringen Strahlquerschnitts ist die Intensität von Laserlicht sehr groß, weshalb Sicherheitsvorschriften unbedingt befolgt werden müssen. Ein künstlicher Stern Die Europäische Südsternwarte (ESO) betreibt in Chile das Paranal-Observatorium mit vier großen Spiegelteleskopen, die zusammengeschaltet das Very Large Telescope (VLT) bilden. Man benutzt eine adaptive Optik, d. h. die 8 m großen Spiegel werden durch Stellmotoren leicht verbogen, damit trotz atmosphärischer Schwankungen scharfe Bilder möglich sind. Eines der Teleskope schickt gelbe Laserstrahlen in den Himmel (125.2). Sie regen Natrium-Atome in 90 km Höhe zum Leuchten an. Vermutlich stammen diese Atome von Meteoriten, die in der Atmosphäre verglühten. Die leuchtenden Atome bilden als kleiner heller Fleck einen künstlichen Stern. Die Teleskopspiegel werden so verformt, dass dieser „Stern“ und andere Himmelsobjekte scharf abgebildet werden. 125 Atomphysik 3 Aufbau von Atomen y86pz7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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