Physik-Facharbeit: Laser - Grundlagen, Systeme und Anwendung

2. Die Erzeugung von Licht
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Um zu verstehen, wie Licht verstärkt wird, ist es zunächst notwendig, uns klar zu
machen, wie Licht entsteht. Lichtquanten – auch Photonen genannt – sind die Träger
des Lichts. Sie besitzen die Energie E = h� und werden von Atomen oder Molekülen
erzeugt. Dabei bezeichnet h das Plancksche Wirkungsquantum und � die Frequenz des
Lichtquants.
2.1 Vorstellungen vom Atom
Niels Bohr entwickelte im Jahr 1913 ein
Atommodell, demzufolge Atome aus einem
positiv geladenen Kern bestehen, der von einem
oder mehreren Elektronen umkreist wird. Durch
die elektrische Anziehungskraft zwischen dem
positiv geladenen Kern und den negativ geladenen
Elektronen auf der einen Seite und durch die
Zentrifugalkraft auf der anderen Seite werden die
Elektronen auf ihrer Bahn gehalten.
Allerdings können die Elektronen nicht auf
Abb. 2: Ein einfaches Atommodell
beliebigen Radien r um den Kern kreisen, sondern nach Niels Bohr [5; S. 26]
nur auf ausgewählten Bahnen, die „bestimmten Bahnenergien entsprechen“ [6 / S. 6].
Die Energien sind abhängig von der so genannten Hauptquantenzahl n:
Eo
En
= − 2
n
Folglich besitzt die innerste Bahn, der die Hauptquantenzahl n = 1 entspricht, die
geringste Energie. Um das Elektron auf eine höhere Bahn zu heben, muss Energie
zugeführt werden. Umgekehrt muss es Energie abgeben, um von einer höheren Bahn
auf eine niedrigere Bahn zu gelangen.
Gruppieren sich nun mehrere solcher Atome aufgrund ihrer elektrischen
Anziehungskraft, bezeichnet man diese Ansammlung als Molekül.