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Laser - Licht in Formation
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 33 Zeilen
- Es gibt eine Lichtquelle, die fast überall um uns herum ist, obwohl sie künstlich ist. Sie ist in der Supermarktkasse, an Flughäfen, in CD und
- DVD Laufwerken und auch in der Medizintechnik ist sie zu finden. Die Rede ist vom Laser. Ob Herzschrittmacher, heutige Automobile,
- Computerchips und Handyakkus ohne Laser wären sie nicht herzustellen. Das Besondere am Laserlicht, es kommt in der Natur nicht vor und unterscheidet
- sich extrem von dem Licht der Glühbirne. Schaltet man eine Glühbirne ein, werden im Inneren Wolframmatome angeregt. Ihre Elektronen werden dadurch auf ein
- höheres Energieniveau gebracht. Da sie die aufgenommene Energie wieder loswerden wollen, fallen sie auf ihren Grundzustand zurück und geben dabei
- Lichtteilchen, sogenannte Photonen, ab Wellenlängen des sichtbaren Lichts werden ausgestrahlt. Man spricht hierbei auch von spontaner Emission.
- Einfaches Licht wird in alle Richtungen ausgesendet. Es wird in kurzen, oft unterbrochenen Wellen abgegeben. In einer Glühbirne etwa kommen alle
- möglichen Farben vor. Das heißt, sie besitzen alle Wellenlängen des Lichtspektrums. Wir reisen nun in das Innere eines
- Lasers. Das Wort Laser ist ein Kunstbegriff, der die Wirkungsweise beschreibt. Light amplification by Stimulated Emission of Radiation. Auf
- Deutsch: Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung. Ein Laser sendet perfekt synchronisierte Lichtwellen aus. Grundlage für die
- Entstehung von Laserlicht ist die stimulierte Emission. Die Lasermedien können aus unterschiedlichen Atomen bestehen. Je
- nachdem, welches Lasermedium man verwendet, ändert sich die Farbe des Lasers. Chromatome in einem Rubinlaser erzeugen z.B. rotes Licht. Dem
- Lasermedium wird zunächst von außen Energie zugeführt. Er wird gepumpt, entweder in Form von Licht oder Strom. Treffen Lichtteilchen, sogenannte
- Photonen auf Atome des Lasermediums, gehen sie in einen angeregten Zustand über. Ein Blick ins Innere zeigt die Details. Die Energie des Photons
- katapultiert ein Elektron auf eine höhere Umlaufbahn. In der Glühlampe fällt das Elektron nach einiger Zeit von selbst auf seine
- ursprüngliche Bahn zurück und gibt wieder Energie in Form eines Fotons ab. Bei dieser spontanen Emission ist die Richtung des dabei freiwerdenden Photons
- zufällig. Doch das ändert sich, wenn ein Photon auf ein bereits angeregtes Atom, also auf eines mit einem angeregten Elektron
- trifft. Dann wird das Elektron zum Aussenden zusätzlichen Photons stimuliert. Dieses hat jetzt die gleiche Richtung und Farbe wie das stimulierende
- Photon. Es besitzt also dieselbe Wellenlänge. Eine Lichtverstärkung findet nur statt, wenn die meisten Atome gleichzeitig
- angeregt sind. Das ist die Umkehrung der natürlichen Verhältnisse. Man nennt dies Besetzungsinversion. Sie wird durch eine geschickte Wahl der
- Pumenergie erreicht. Fällt nun ein Elektron eine Bahn zurück, gibt es ein Photon ab, das eine regelrechte Photonenlawine auslösen
- kann. Es entstehen immer mehr Lichtteilchen, die im Gleichtakt schwingen und in dieselbe Richtung laufen. Von außen wird
- weitere Energie zugeft. Dadurch bleiben die meisten Atome angeregt und lassen sich für die Lichtverstärkung nutzen. Spiegel an den Enden reflektieren die
- Lichtteilchen. So nehmen die Photonen lawinenartig immer weiter zu. Durch den rechten teilurchlässigen Spiegel tritt ein Teil der Photonen wieder aus.
- Die Vorteile von Laserlicht. Es ist ein hochgradig gebündelter Strahl. Billiarden von identischen Wellenperioden hintereinander, die
- kohent, also im Gleichakt schwingen. [Musik] Wie gut gebündelt er ist, erkennt man an diesem Beispiel.
- Mit einem 1000 Watt grünen Laser könnten wir den Vorgarten eines Schlosses auf dem Mond von der Erde aus wunderbar beleuchten.
- Um dasselbe Ergebnis mit einer Glühlampe zu erreichen, würde man eine Leistung von 100 Billiarden Watt benötigen. Zur Versorgung einer solchen Lampe würden
- alle Kraftwerke der Erde nicht ausreichen. Meist können Laser Licht nur einer bestimmten Farbe erzeugen, z.B. rot. Man
- kann aber auch welche bauen, die viele verschiedene Farben addieren und erhält so etwa einen weißen Laser. Ein derartiger Laser kann ultra kurze
- Lichtblitze, sogenannte Pulse, erzeugen. Je kürzer die Pulse, desto leistungsstärker werden sie. Mit solchen kraftvollen Lasern mit hochgradig
- gebündelter Energie forschen die Wissenschaftler des Maxplan Instituts für Quantenoptik in Garching. Diese Lichtpulse blitzen innerhalb einer
- Milliardstel einer Milliardstel Sekunde. Der Laser, eine Erfindung mit unzähligen Anwendungsmöglichkeiten. [Musik]
Zum Nachlesen
LaserLaser [ˈlɛɪzər], auch [ ˈleːzər] oder [ ˈlaːzər] bezeichnet ein Gerät, mit dem Licht mit besonderen Eigenschaften, sogenanntes Laserlicht, erzeugt wird.
LasermediumAls Lasermedium (auch laseraktives Medium) wird ein Material bezeichnet, das sich zur Erzeugung von Laserlicht durch stimulierte Emission eignet.
BesetzungsinversionBesetzungsinversion (Besetzungsumkehr) (lateinisch inversio ‚Umkehr') ist ein Begriff aus der Physik von Systemen (beispielsweise Atomen), die nur bestimmte …
LaserdiodeEine Laserdiode (auch Halbleiterlaser) ist ein mit der Leuchtdiode (LED) verwandtes Halbleiter-Bauteil, das jedoch Laserstrahlung erzeugt.