Versuchsbeschreibung - Halles Schülerlabor für Physik - Martin ...

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

2 2 G • Gehen Sie bie mit den verwendeten Mess-Sensoren sehr vorsichtig um - sie sind sehr empfindlich und teuer! 2 Grundlagen Laser sind heute Gegenstände des Alltags, teils ist das Laserlicht direkt sichtbar - wie z.B. bei Barcodelesegeräten an Kassen, Laserpointern, Laserlichtshows in Diskotheken - teils sind die Laser so in die Geräte eingebaut, dass man sie gar nicht mehr wahrnimmt - wie z.B. in Laserdruckern, Lese- und Schreibgeräten von optischen Medien, wie z.B. CD, DVD und Blu-ray discs. Auch im <strong>Physik</strong>unterricht in der Oberstufe sind Laser nicht mehr wegzudenken, in den meisten Versuchen zum ema Interferenz werden Laser als kohärente Lichtquellen benötigt. Trotz alledem sind Laser eine Black Box, der Versuch Superstrahler“ soll nun einen Zugang zum Verständnis eines Lasers bieten. Es handelt sich dabei um einen ” Stickstofflaser, das lasernde Medium ist also Stickstoff, der Auau kann bereits sehr einfach realisiert werden. 2.1 Laser LASER ist eine Akronym und bedeutet Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laserlicht zeichnet sich gegenüber konventionellen Lichtquellen durch mehrere Eigenschaen aus. Dazu gehören eine geringe spektrale Linienbreite, die mit einer hohem Frequenzstabilität und Monochromasie (Einfarbigkeit des Lichtes) verknüp ist und mit einer guten zeitlichen Kohärenz zusammenhängt, sowie eine starke Bündelung des Lichtes, die als geringe Divergenz bezeichnet wird unfd mit einer hohen örtlichen Kohärenz verknüp ist. Eine weitere Eigenscha ist die hohe Strahlintensität; manche Laser eignen sich gut zur Erzeugung ultrakurzer Lichtpulse. Die wichtigsten Laserkenndaten sind die Wellenlänge und die Frequenz des Lichtes sowie die Leistung und die Energie. Laser können sowohl kontinuierlich als auch gepulst betrieben werden; ein Stickstofflaser gehört zu denjenigen Lasertypen, die gepulst werden. Hier lassen sich
2.1 Laser 3 also noch die Pulsdauer und die Wiederholfrequenz angeben. Bei einem gepulsten Laser lässt sich dessen Leistung über die Energie W und die Pulsdauer τ bzw. den zeitlichen Abstand T der Pulse berechnen. Für die Pulsspitzenleistung ergibt sich P max = W τ und ür die milere Leistung erhält man P = W T . 2.1.1 Theoretische Grundlagen von Lasern Die Wirkungsweise von Lasern beruht auf quantenmechanischen Vorgängen im lasernden Medium. Die Moleküle oder Atome der jeweiligen Materials befinden sich in verschiedenen Energiezuständen; beim Übergang zwischen unterschiedlichen Zuständen kann elektromagnetische Strahlung absorbiert oder emiiert werden. Dabei gilt, dass die Energiedifferenz der am Über-gang beteiligten Niveaus der Energie der elektomagnetischen Strahlung entspricht. Nach E wird diese Energie durch Lichtquanten ode Photonen übertragen, deren Energie proportional zur Frequenz der elektromagnetischen Strahlung bzw. des Lichtes ist: Zusammenhang zwischen Energie und Frequenz ∆E = h · f (2.1) Die Proportionalitätskonstante h wird als P’sches Wirkungsquantum bezeichnet und besitzt den Betrag h = 6, 626 · 10 −34 Js. Je größer also die Energiedifferenz ist, umso höher muss die Frequenz der Strahlung sein und umso kleiner deren Wellenlänge, die durch die Beziehung λ · f = c gegeben ist, mit der Lichtgeschwindigkeit c = 2, 998 · 10 8 m s . 2.1.2 Energiezustände Die vermutlich erste moderne Beschreibung eines Atoms lieferte 1913 Nils B, der annahm, dass sich Elektronen auf Kreisbahnen strahlungsfrei um den Atomkern bewegen. Dabei sind nur bestimmte Bahnradien erlaubt, wobei der Bahndrehimpuls L ein Vielfaches von ħ (ħ = h 2π = 1, 055 · 10−34 Js) sein muss:
Seite 1: V12: Superstrahler Ein selbstgebaut
Seite 6 und 7: 4 2 G Abbildung 1: Die Potentialkur
Seite 8 und 9: 6 2 G Abbildung 3: Vereinfachtes un
Seite 10 und 11: 8 3 A molekülen zusammen, dadurch
Seite 12 und 13: 10 4 D 3.2 Der Blümleinkondensator

Versuchsbeschreibung - Halles Schülerlabor für Physik - Martin ...

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?