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Wie funktioniert ein Laser? Grundlagen eines Lasers erklärt
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 46 Zeilen
- laser haben verschiedene anwendungen sowohl im alltag wie zum beispiel ein cd laufwerk oder laserpointern in der industrie zb beim schneiden von
- materialien und auch in vielen bereichen forschung und der medizin werden laser eingesetzt aber wie funktioniert ein laser eigentlich
- ein leser zu verstehen hilft nicht nur dabei die gerade genannten gerät besser zu verstehen sondern auch die verschiedenen möglichkeiten
- kennenzulernen wie dicht mit atom texte wegen kann aber zu den wechselwirkungen zu kommen erkläre ich zunächst den aufbau eines
- lesers damit du siehst welcher stelle diese wechselwirkung wichtig ist der wichtigste teil des lesers ist das sogenannte gay medium oder laser laser
- medium in diesem wird immer wieder licht verstärkt und um eine sehr hohe intensität zu erzeugen dazu befindet sich dieses in einem resonator also in
- einem im einfachsten fall zwischen zwei spiegeln der eine hat dabei eine sehr hohe reflektivität und nur sehr wenige
- verluste also eine reflektivität nach 100 prozent und der andere lässt ein bisschen durch zum beispiel ein prozent dieser 1
- prozent werden nachher der laserstrahl im resonator wird das liegt immer wieder durch das game medium hin und her reflektiert
- und ein teil wird dann ihm ausgelassen was dann später zum laser strahlen außerdem ist einem laser noch eine sogenannte pumpe eingebaut dies kann zum
- beispiel eine helle lampe sein hat also nicht so viel mit einer normalen punkte zu tun und sie diente zu energie bereitzustellen
- an dieser stelle kommt auch die licht atom wechselwirkung ins spiel dazu ist wichtig zu wissen dass einige größen in der natur nur bestimmte werte annehmen
- können nichts zwischen diesen werten man sagt auch dass diese großen diskret sind oder nicht kontinuierlich einerseits haben die elektronen im atom eine
- diskrete energie sie können also nur bestimmte energien annehmen die man in einem energieniveau thema zeichnen kann das elektron kann keine energie zwischen
- zwei linien annehmen auf der anderen seite tritt auch licht einer gegebenen frequenz oder wenning nur in diskreten einheiten auf also nur in bestimmten
- energiemengen die die kleinstmögliche licht einheit nennt man auch foto die energie kann es gleich hlf oder es gleich htc durch lambda berechnet werden
- wohl bei h & c das praktische wirkungs wandlung und die lichtgeschwindigkeit also naturkonstanten sind und f die frequenz
- bzw lambda die wellenlänge des lichtes eine wechselwirkung zwischen dem foto und dem atom kann nun genau dann erfolgen wenn die
- energie differenz zwischen 21 linie wo es genau der energie des fotos entspricht eine möglichkeit ist dabei dass das foto
- an elektronen im unteren energiezustand in den oberen anregt dieser vorgang heißt absorption die zweite möglichkeit ist
- dass ein photon ein elektron im oberen zustand dazu dazu bringt in den grundzustand zurückzufallen da dabei aber energie
- frei wird wird ein zusätzliches foto und erzeugt was genau die gleichen eigenschaften das wieder das erste foto es ist also genau eine kopie des erst
- das hat die gleiche richtung die gleiche frequenz und auch die gleiche phase dass das erste foto wird also quasi verdoppelt dieser vorgang heißt
- stimulierte emission und ist die grundlage des lesers und einen dritten vorgang gibt es noch bei dem ein elektron in den unteren zustand
- fällt ohne dass ein photon einfällt dabei wird ein foto frey der vorgang heißt spontane emissionen weil er plötzlich statt
- des lesers ist nun durch stimulierte emission ein anfänglichen dichte impuls sehr stark zu verstärken dazu muss man es
- irgendwie schaffen dass mehr stimulierte emission stattfinden als absorption damit nicht die zusätzlich ausgesandten photonen direkt wieder absorbiert werden
- die einfachste möglichkeit die man sich vorstellen kann dies zu erreichen ist ein 2 niveau system es sind also zwei
- energieniveaus beteiligt nennen wir diese je 1 und den 2 in diesen ist es noch nicht möglich mehr stimulierte emission als absorption
- stattfinden zu lassen weil sich irgendwann ein gleichgewicht einstellt in dem genau so viele photonen absorbiert werden wie durch stimulierte
- emission zusätzlich ausgestoßen werden daher muss man mindestens noch ein zusätzliches energieniveau hinzufügen nennen wir diesmal
- 3 dies hat die eigenschaft dass elektronen im zustand der drei schnell in den zustand e2 fallen durch spontane emission nun werden elektronen 5 stand e
- 1 in den zustand die drei punkt durch die pumpe zum beispiel durch ein durch die lampe die mittel weil wellenlänge lambda pumpe
- da das elektron durch die spontane mission in die 2 fällt ist es möglich dass mehr elektronen im zustand 2 sind als im zustand der 1 dies nennt man
- einen inversiones zustand und das und dadurch dass ein solcher inversion zustand vorliegt finden nunmehr stimulierte emission stadt von ins 21
- als attraktion die ersten future werden dabei durch spontane nicht und die gleichzeitig auch noch stattfinden ausgelöst
- damit aber wirklich im zustand die zwei mehr elektronen als im zustand die einst sind es ist wichtig dass das pumpen schneller stattfindet als die spontanen
- emission von i2 nach je 1 die auch gleichzeitig noch stattfinden dadurch ist eine gewisse mindestbetrag nötig um einen inversion zustand zu erreichen und
- lessing überhaupt möglich zu machen das ist auch schon der nachteil einer solchen drei level systems daher wird mal ist es ein 4 level system
- benutzt bei dem noch ein vierter zustand unter den anderen dreien vorhanden ist das pumpen findet dabei vom untersten in den obersten stadt
- und der übergang von e10 findet auch schnell statt durch spontane emission dadurch ist es möglich dass der zustand der 14 weniger elektronen sind und eine
- kleine anzahl im zustand die zwei schon reicht um eine inversion zustand zu erzeugen und somit laser möglich zu machen
- dadurch ist eine kleinere punkte nötig und der laser kann deutlich effizienter betrieben werden in den meisten heutzutage verwendeten lesern werden
- also vier level systeme eingesetzt ich hoffe dir das video gefallen und das ungefähr verstanden wie 1 3 level und 1 4 level laser funktionieren wenn du
- fragen oder anmerkungen hast schreibt die sie gerne in die kommentare dann werde ich darauf antworten so gut ich kann bis zum nächsten video ein
- physikstudent
Zum Nachlesen
LaserLaser [ˈlɛɪzər], auch [ ˈleːzər] oder [ ˈlaːzər] bezeichnet ein Gerät, mit dem Licht mit besonderen Eigenschaften, sogenanntes Laserlicht, erzeugt wird.
BesetzungsinversionBesetzungsinversion (Besetzungsumkehr) (lateinisch inversio ‚Umkehr') ist ein Begriff aus der Physik von Systemen (beispielsweise Atomen), die nur bestimmte …
LasermediumAls Lasermedium (auch laseraktives Medium) wird ein Material bezeichnet, das sich zur Erzeugung von Laserlicht durch stimulierte Emission eignet.
LaserdiodeEine Laserdiode (auch Halbleiterlaser) ist ein mit der Leuchtdiode (LED) verwandtes Halbleiter-Bauteil, das jedoch Laserstrahlung erzeugt.