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Info:
Willkommen im Lab, dem Labor von Runningserver.com. Diese Seiten sollen ihnen Einblick in meine Arbeit verschaffen und zeigen was alles möglich ist und wie man Spaß mit Technik haben kann.

Wenn Sie noch Fragen zu den hier gezeigten Versuchen haben schreiben sie mir einfach eine Email. Diese Seiten befinden sich zur Zeit noch im Aufbau.

Email Bitte Beachten Sie auch die Hindweise in Faq und Impressum bevor Sie sich die Programme herunterladen.

Achtung, ein Teil der hier gezeigten Experimente ist nicht unbedingt ernst gemeint und teilweise lebensgefährlich, ich rate vom nachmachen bestimmter Experimente ab und hafte weder für etwaige Personenschäden oder Schäden die durch das nachmachen eines der hier gezeigten Experimente entstehen könnten.
The Lab - Laser

Mein erster Laser:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Ich weiß nicht mehr wie ich auf die Idee gekommen bin unbedingt einen Laser haben zu müssen - aber irgendwann wollte ich soetwas einfach haben. Also habe ich das Lexikon (Internet gab es damals nicht) bemüht. Da stand etwas von Rubinstab und an den Enden verspiegelt und damit war es im Grunde schon aus, denn einen Rubin zu organisieren - das war unmöglich. Ich war damals sehr ausdauernd, las die Kapitel über Optik in meinem Physikbuch, sammelte Ideen und experimentierte. Eine Helle Lampe, eine Linse und eine Rohrblende ergaben dann am ende tatsächlich einen kolimierten Lichtstrahl der einen etwa 3cm breiten Punkt an der Wand erzeugte. Irgendwann kamen dann Laserpointer in Mode - auch ich kaufte mir so ein Gerät und machte alle möglichen Versuche. Später hatte ich dann eine 5mW Diode aus dem Elektronikladen zur Verfügung. Mit 5mW konnte ich bis auf die andere Seite vom Tahl leuchten. Den 5mW Laser habe ich heute noch und verwende ihn immer noch gerne für Versuche. Mit derart schwachen Lasern lässt sich im übrigen noch halbwegs gefahrlos experimentieren. Alles was stärker ist velangt sehr viele Vorsichtsmaßnamen und Vorüberlegungen und taugt weniger zum Experimentieren. Der Laser oben im Bild ist übrigens mein erster 5mW Laser den ich heute noch gerne zum testen von Optiken verwende. Sein Name ist "Exkalibur" (Benannt nach Exkalibur dem Garagentoröffner aus Pete&Pete der jedes Garagentor öffnen kann - nicht etwa nach dem Schwert.) Der Nachfolger ist von Exkalibur ist übrigens Aton - Gebaut aus einer DVD-Brenner-Laserdiode und der Optik eines alten Laserpointers.

Was ist an Laserlicht so besonders?:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Laserlicht ist ein seltsames licht. Es ist nicht einfach nur sehr hell, sondern es ist auch Kohärent. Das bedeutet das die Lichtwellen nicht wie bei normalen Lichtquellen wirr durcheinander fliegen sondern schön kontinuirlich und geordnet sind. Fällt Laserlicht auf eine raue Oberfläche sieht man ein gespränkeltes Muster. Dieses Muster wird als "Speckle-Muster" bezeichnet. Die Lichtwellen treffen, schön geordnet und im Gleichschritt auf die raue Oberfläche und werden dort gestreut. Durch die Streuung laufen sie wild durcheinander, wenn jetzt ein Wellental und ein Wellenberg aufeinander trifft löscht sich die Welle aus. Treffen Wellenberg und Wellenberg aufeinander superponieren die Wellen. So ensteht das Muster aus tanzenden hellen und dunklen Punkten. Das ganze ist ungefähr so wie wenn man eine Hand voll Kies in eine Pfütze schmeißt, auch hier ensteht durch Auslöschung und Superosition eine Art Speklemuster. Laserlicht ist im übrigen nicht immer einfarbig. Es gibt auch Laser bei denen mehrere Spektrallinien anschwingen. Argonlaser sehen zum Beispiel Cyanfarben aus, schickt man den Strahl durch ein Prisma oder Gitter stellt man fest das er sich in verschiedenfarbige Einzelstrahlen zerlegen lässt. Das Bild oben zeigt übrigens einen Testaufbau in einem Lasershowsystem. Die Laser haben je 100mW. Die Reflektion am Ende findet auf einer rauhen schwarzen oberflächs statt. Die Punkte sind so gleißend hell das einem Angst und bange wird. Solche Laser sind wirklich gefährlich, damit später im Showbetrieb nichts passiert verfügt dieses System über ein ausgeklügeltes Sicherheitskonzept.

Wie funktionert ein Laser?:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Ein Laser ist eine komplexe optische Einrichtung. Fangen wir zunächst bei der Erzeugung des eigentlichen Lichtes an. Dazu muss man ersteinmal verstehen wie Licht überhaupt ensteht. Nils Bohr hat sich seinerzeit sehr intensiv mit dem inneren Aufbau von Atomen beschäftigt. Er stellte sich das Atom als einen von Elektronen umkreisten Kern vor. Eines seiner postulate besagt das die Elektronen von außen zugefügte Energie aufnehmen können und dann in ein höhreres Energieniveau wechselen. Ein Elektron das also Energie aufgenommen hat wird also - so könnte man sich das vorstellen - in eine höhre Umlaufbahn geschossen. Dieser Zustand ist nicht stabil. Das Elektron wird bereits nach kurzer Zeit wider auf seinen angestammten Platz zurückfallen, dabei gibt es die Energie in Form eines Lichtblitzes ab. Man sieht diesen Effekt zum Beispiel bei Leuchtstofflampen. Man schickt Elektronen durch ein Gas, diese schlagen gegen die Elektronen der Gasatome und es ensteht Licht. Jetzt gibt es bestimmte Matrialien bei denen dieser Prozess etwas anders als gewohnt ablaufen kann. Diese Materialien nennt man laseraktiv. Man stelle sich jetzt vor es gäbe zwischen der usrsprünglichen Elektronenbahn und der Bahn in der sich das Elektron nach anregung kurzzeitig befindet eine Art Netz in dem die fallenden Elektronen aufgefangen und gesammelt werden können. Man nennt dieses Netz in der Fachsprache "Metastabiles Niveau". Jetzt werden also durch Anregung - wodurch auch immer - Elektronen aus ihren Bahnen geschlagen und im Netz gesammelt. Nun so ein Netz hält natürlich nicht alles aus. Irgendwann bringt ein Elektron das Fass zum überlaufen und das Netz reißt. Dann stürtzen plötzlich alle Elektronen ab und senden dabei Lichtblitze aus die sich zu einem großen Blitz vereinen. Das Ergebnis ist sehr intensives, kohärentes Licht - das Laserlicht. Jetzt versteht man auch was Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation bedeutet. Wobei meiner Meinung nach weniger zu einer Verstärkung sondern zu einer Ordung von Licht kommt. Um den Effekt noch zu verbessern hat man sich noch etwas besonderes ausgedacht: Jeder der schon mal mit Lautsprechern gebastelt hat oder ein Instrumet spielt weiß wie wichtig ein Resonzkasten ist. Bei einem Laser ist es im Grunde das Gleiche. Man stellt hinten am Laser einen normalen und vorne einen halbdurchlässigen Spiegel auf. Der Abstand der Spiegel wird so gewählt das er ein vielfaches der Wellenlänge beträgt. Wenn jetzt der nächste Laserbliz ensteht wird er zwischen den Spiegeln hin und her laufen und die gerade heruntergefallen Elektronen wieder anregen. Das Spiel beginnt also sofort von neuem. Ein Teil des Blitzes wird natürlich über den halbdurchlässigen Spiegel auskekoppelt. Jetzt kann man sich es bildlich vorstellen: Elektroen anstubsen ==> landen im metastabilen niveau (Netz) ==> Fallen alle gleichzeitig ==> Blitz ensteht ==> Blitz läuft zwischen Resonatorspiegeln hin und her und stubst die Elektronen aufs neue an. Unschwer zu erkennen das es sich hier um einen Schingkreis handelt. Das ganze schaukelt sich sehr stark auf weil ja auch noch ständig Energie von außen hinzugefügt wird. Laser ist übrigens eine Erfindung aus den 60er Jahren - also noch gar nicht so alt. Das Bild oben zeigt übrigens einen Neon-Helium Gaslaser mit ca. 1mW Leistung.

Ein Wort der Warnung:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Laserlicht kann schon in geringen Dosen gefährlich für die Augen werden. 5mW hört sich zum Beispiel wenig an. Wie kann das gefährlich sein? Wenn man von einem entgegenkommendem Auto, dessen Scheinwerfer einige hundert Watt haben geblendet wird passiert doch auch nichts. Der Grund für die Gefährlichkeit liegt nicht so sehr in der Leistung sondern viel mehr in der Eigenschaft der Kohärenz. Lichtwellen, die im Gleichschritt marschieren lassen sich nahezu perfekt fokusieren. Während normales Licht, bei dem die Wellen wild durcheinander gehen sich gar nicht gut fokusieren lässt. Jeder der (So wie ich damals) versucht hat eine helle Lampe halbwegs ordentlich zu kolimieren weis wie schlecht sich normales Licht bündeln lässt. Ein Laserstrahl, oder auch eine diffuse Reflektion kann vom Auge sehr gut scharfgestellt werden. Die Energie landet dann auf einem sehr kleinen Punkt fokussiert und kann dort Verbrennungen auf der Netzhaut verursachen. Hinzu kommt das die gesamte Energie in der Regel stark gebündelt ist Ein Scheinwerfer läuchtet in Form eines Kegels der auffächert. Ein Laser fächert nicht auf, bei einem Blick in den Strahl landet also die gesammte Energie des Lasers im Auge und nicht nur ein Bruchteil wie bei einem Scheinwerfer auf Entfernung. Das Tükische ist das das Gehirn die defekte Stelle erkennt und automatisch herausrändert - man denkt dann es sei nichts passiert obwohl das Gegenteil der Fall ist. Besonders heimtükisch sind auch Laser die nicht nur auf einer Wellenlänge strahlen. Gründe DPSS-Laser haben sowol die Infrarote (Sofern man hier nicht ordentlich filtert!), als auch die Grüne Wellenlänge im Spektrum. Deshalb! Bei einem Laser, egal welcher Klasse NIEMALS DIREKT IN DEN STRAHL BLICKEN! DEN LASER NIEMALS AUF LEBEWESEN RICHTEN! LASER SIND KEIN SPIELZEUG!

(c)2001-2015 Philipp Maier, Hohen Neuendorf