Laser

Lina spielt mit ihren Katzen mit einem Laserpointer. Wenn sie ihn einschaltet, erscheint ein kleiner roter Punkt an der Wand, und die Katzen versuchen, ihn zu fangen. Ach nein! Er funktioniert nicht mehr! Soll ich die Glühbirne wechseln wie in einer Taschenlampe?

Eigentlich hat ein Laser keine Glühbirne und ein Laser ist ganz anders als eine Taschenlampe... Wenn du eine Taschenlampe anschaltest, breitet sich das Licht kegelförmig aus und erstellt einen großen Kreis an der Wand. Je weiter du dich von der Taschenlampe entfernst, desto breiter und schwächer wird das Licht. Wenn du ein Prisma zwischen Taschenlampe und Wand platzierst, wird sich das Licht in verschiedene Farben aufteilen, wie bei einem Regenbogen. Denn Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen, die unterschiedliche Wellenlängen haben, und in verschiedene Richtungen reisen können.

Im Licht einer Taschenlampe, sind diese Wellen zufällig und gemischt. Laser sind ganz anders! Nehmen wir zum Beispiel Linas Laserpointer. Im Gegensatz zu anderen Lichtquellen breitet sich das Licht eines Lasers nicht aus oder wird mit der Entfernung schwächer. Stattdessen ist Laserlicht ein enger, schmaler Strahl das eine lange Strecke in gerader Linie zurücklegen kann.

Die Laserstrahlen sind parallel zueinander – wir sagen, dass der Laserstrahl kollimiert ist. Das aus einem Laser kommende Licht ist einfarbig – Linas Laserstrahl ist rot. Ein Prisma spaltet kein Laserlicht, weil alle Lichtwellen in einem Laserlicht die gleiche Wellenlänge haben. Laserlicht ist monochromatisch. Auch die elektromagnetischen Wellen sind perfekt synchronisiert!

Die Spitzen jeder Welle sind mit den Spitzen jeder anderen Welle ausgerichtet. Das Laserlicht ist kohärent. Wie erzeugen Laser solches Licht? Ein Laser besteht normalerweise aus einer Röhre, gefüllt mit einem Material wie Kristallen, Flüssigkeit oder Gas. Wenn du diesem Material genügend Elektrizität oder eine andere Energieform hinzufügst, beeinflusst es die Atome, aus denen das Material besteht.

Angeregt durch die zusätzliche Energie, schalten Elektronen in den Atomen von ihrem regulären niederenergetischen Grundzustand zu einem angeregten Zustand mit höherer Energie um. Dadurch erzeugt das Material Licht. Dieses Licht hat eine Farbe, aber es ist noch kein Laserstrahl. Die Wellen müssen erst organisiert werden! Für diesen Zweck, befindet sich an den beiden Enden der Röhre, aus der der Laser besteht, Spiegel.

Die Spiegel reflektieren das Licht, wodurch es hin und her hüpft. Dies hilft, die Lichtwellen auszurichten. Licht ist eine Form von Energie, so wie es durch die Röhre hin und her reist, stimuliert es mehr Atome, so erzeugen sie noch mehr Licht. Das Licht wird stärker – verstärkt, und die Wellen synchronisieren sich. Einer der Spiegel reflektiert nicht das gesamte Licht, aber lässt etwas davon durch.

Das Licht, das durch diesen teilweise transparenten Spiegel austritt, ist: monochromatisch – einfarbig, kollimiert – gerade und schmal, und kohärent – mit perfekt ausgerichteten Wellen. Es ist ein Laserstrahl! Der Strahl konzentriert viel Energie in einem sehr kleinen Punkt auf der Oberfläche, auf den er fällt, was Laser sehr leistungsstark und präzise macht. Dies macht Laser für viele Dinge nützlich. Laser werden in der Medizin eingesetzt: Für Operationen oder um Schnitte ohne Stiche zu versiegeln.

In der Fertigung ermöglichen Laser das Schneiden komplexer Formen aus Holz oder Metall. Dank Laser können wir Entfernungen mit großer Genauigkeit messen, sogar von weit entfernten Objekten – wie dem Mond! Laser haben auch im Alltag viele Anwendungen – sie dienen zum Lesen von DVDs in DVD-Playern, oder zum Scannen von Barcodes an der Kasse im Supermarkt . Und sie sind eine großartige Möglichkeit, Linas Katzen zu unterhalten! Ich werde mir wohl einen neuen zulegen müssen ...