Laser als Strahlungsquelle

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Laser als Strahlungsquelle"

Transkript

1 Laser als Strahlungsquelle Arten v. Strahlungsquellen Thermische Strahlungsquellen typisch kontinuierliches Spektrum, f(t) Fluoreszenz / Lumineszenzstrahler typisch Linienspektrum Wellenlänge def. durch Energieniveaus Technische Anwendung Einzelne Linien (z.b. Spektralanalyse) schmale Filter, monochromatische Quellen (Laser, Gasentladungslampen) Beleuchtung Effizienz / Lichtfarbe Weiße LEDs Kombination von LEDs, Lumineszenzfarbstoffe Laserquellen Wenig divergent, sehr schmalbandig Kohärenz Interferenz von Teilstrahlen möglich!!! [Wikipedia] [OSRAM CR7P] 1

2 Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Strahlungsentstehung Zwei Energieniveaus Abstand h.f Wellenlänge (Energie/Quant) Strahlungsabsorption / Re-Emission Definierte Verweildauer der Elektronen Typisch: ca. Mikrosekunden-Bereich Metastabile Niveaus (einige ms) Stimulierte Emission Gleiche Richtung,, Polarisationszustand [Hecht 2001] 2

3 Laser Prinzip Stimulierte Emission Gleiches,,,Pol. Problem: Besetzung der Energieniveaus Pumpen Energie zuführen (chem., mech., em.) Kettenreaktion nach stim. Emission Aber: keine anhaltende Strahlung Optischer Resonator [Hecht 2001] 3

4 Laserquellen Kohärenz der Strahlung Def. Phasenbeziehung langer Wellenzüge (zeitlich, räumlich) Auswertung der Phase möglich Ermöglicht Interferenz Phänomen: Speckles Laser-Arten Rubin-Laser (erster verfügbarer Laser, 694,3nm) Helium-Neon-Laser (typ. 632,8nm) Argon-Ionen-Laser (488/514,5nm) Dioden-Laser [Holowiki.org] 4

5 Anwendung: Michelson-Interferometer Michelson-Morley Experiment (1881/1887) Aufbau Teilstrahlen gleich lang konstruktive Interferenz höhere Intensität Verschiebung um /4 Änderung Weglänge um /2 destruktive Interferenz Verbesserungen Interpolation / Phasenbest. Auflösung bis ~ /100 Glasfasern Messung von Verschiebung Längenänderung Änderung optischer Weg (Druck, Temp., ) [Wikipedia.org] 5

6 Mathematische Beschreibung EM-Welle Maxwell-Gleichungen Umformen für,j = 0 ergibt Wellengleichungen 6

7 Maxwell-Glg. Wellengleichungen mit 7

8 Wellengleichungen für E, H für allgemeine Feldgröße (skalar) u: 8

9 Lösung 1: Kugelwellen Physikalische Betrachtungen Isotrope Quelle (in alle Raumrichtungen gleichmässig) (Wellenfront: Kugeloberfläche; Feldstärkevektor in Tangentialebene) Energiebetrachtung Ausbreitende Wellenfront ohne Verluste (W=const.) Gesamtenergie der Wellenfront: bzw. Ausbreitung: Fläche prop. r 2 Energiedichte muss prop. 1/ r 2 sein Feld muss prop. 1/r abnehmen Ansatz für Lösung: 9

10 Harmonische Kugelwellen Lösung für harmonische Anregung: Im Fernfeld: Näherungsweise ebene Welle 10

11 Lösung 2: Ebene Wellen Flächige Quelle, kohärent Konstante Energiedichte (Fläche bleibt gleich) Komplexe Darstellung: mit Ortsvektor und Wellenvektor 11

12 Ausbreitung in +/-z Ebene Wellen Eigenschaften mit Wellenzahl (zeitliche) Periode Kreisfrequenz Phasengeschwindigkeit Periode zeitl./räuml.: Harmonische Welle: 12

13 Linear polarisierte ebene Welle in 3D Annahmen (o.b.d.a.): Linear polarisiert (Schwingungsrichtung ändert sich nicht mit z) E y =0 (passende Wahl Koord.) Aus Maxwell-Glg.: Magnetfeld hat nur y-komponente Linear pol. Welle ist rein transversal 13

14 Lösung der Wellengleichung Linear polarisierte Transversalwelle: Ansatz: 1/v v,c 14

15 Energieinhalt der EM-Welle (Vakuum) Elektr. Feld: Magnetfeld: 15

16 Transportierte Leistung aus Verschiebung der Wellenfront: Leistungsdichte (Intensität): Poynting scher Vektor: (in Ausbreitungsrichtung fließende Energiestromdichte; benötigt für Wirkungsberechnung) 16

17 Interferenz von EM-Wellen, Überblick Gleichlaufende Wellen Linearität Wellen gleicher Frequenz Räumliche Feldverläufe (abh. von ) Intensitäten am Detektor (abh. von ) Allgemeine ebene Wellen Feldstärke im Beobachtungspunkt Schräge ebene Wellen gleicher Frequenz Stehendes Intensitätsmuster + laufende Welle Spezialfall: stehende Welle Phasen- und Gruppengeschwindigkeit Kohärenz 17

18 Interferenz gleichlaufender Wellen I Superpositionsgesetz (lineare Medien, Vakuum) Wenn die Wellengleichung erfüllen, erfüllt sie auch Für Lichtwellen: Feldstärken vektoriell addiert Nichtlineares Verhalten Für spezielle Medien Bei (sehr) hoher Lichtintensität (Laser) Verletzung des Superpositionsgesetzes Quadratische Terme und Terme höherer Ordnung Nutzbar in nichtlinearer Optik (z.b. Frequenzverdoppler-Kristalle) 18

19 Interferenz gleichlaufender Wellen II Harmonische ebene Wellen (komplexe Schreibweise) Überlagerung: Gesamtwelle: 19

20 Interferenz gleichlaufender Wellen III 20

21 Intensität der überlagerten Welle I Aus Poynting-Vektor (Einheit: W/m 2 ) in Ausbreitungsrichtung / fixer Beobachtungspunkt: Für Detektion relevant: durchschnittliche Leistung der Welle Intensität: 21

22 Intensität der überlagerten Welle II Durch partielle Integration Intensität: (komplexe Schreibweise:) 22

23 Intensität der überlagerten Welle III Phasendifferenz der Teilwellen mit Interferenzterm für 23

24 Konstruktive/destruktive Interferenz Konstruktive Interferenz Gleiche Intensität: Destruktive Interferenz Gleiche Intensität: 24

Institut für Elektrische Messtechnik und Messignalverarbeitung. Laser-Messtechnik

Institut für Elektrische Messtechnik und Messignalverarbeitung. Laser-Messtechnik Strahlungsquellen Laser-Messtechnik Thermische Strahlungsquellen [typ. kont.; f(t)] Fluoreszenz / Lumineszenzstrahler [typ. Linienspektrum; Energieniv.] Laser Gasentladungslampen, Leuchtstoffröhren Halbleiter-Dioden

Mehr

III. Gekoppelte Schwingungen und Wellen 1. Komplexe Schwingungen 1.1. Review: harmonischer Oszillator

III. Gekoppelte Schwingungen und Wellen 1. Komplexe Schwingungen 1.1. Review: harmonischer Oszillator III. Gekoppelte Schwingungen und Wellen 1. Komplexe Schwingungen 1.1. Review: harmonischer Oszillator Hooksches Gesetz Harmonisches Potential allgemeine Lösung Federpendel Fadenpendel Feder mit Federkonstante

Mehr

Experimentalphysik II Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Experimentalphysik II Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Experimentalphysik II Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Ferienkurs Sommersemester 2009 Martina Stadlmeier 10.09.2009 Inhaltsverzeichnis 1 Elektromagnetische Schwingungen 2 1.1 Energieumwandlung

Mehr

12. Vorlesung. I Mechanik

12. Vorlesung. I Mechanik 12. Vorlesung I Mechanik 7. Schwingungen 8. Wellen transversale und longitudinale Wellen, Phasengeschwindigkeit, Dopplereffekt Superposition von Wellen 9. Schallwellen, Akustik Versuche: Wellenwanne: ebene

Mehr

32. Lektion. Laser. 40. Röntgenstrahlen und Laser

32. Lektion. Laser. 40. Röntgenstrahlen und Laser 32. Lektion Laser 40. Röntgenstrahlen und Laser Lernziel: Kohärentes und monochromatisches Licht kann durch stimulierte Emission erzeugt werden Begriffe Begriffe: Kohärente und inkohärente Strahlung Thermische

Mehr

Ferienkurs Teil III Elektrodynamik

Ferienkurs Teil III Elektrodynamik Ferienkurs Teil III Elektrodynamik Michael Mittermair 27. August 2013 1 Inhaltsverzeichnis 1 Elektromagnetische Schwingungen 3 1.1 Wiederholung des Schwingkreises................ 3 1.2 der Hertz sche Dipol.......................

Mehr

Optik Licht als elektromagnetische Welle

Optik Licht als elektromagnetische Welle Optik Licht als elektromagnetische Welle k kx kx ky 0 k z 0 k x r k k y k r k z r y Die Welle ist monochromatisch. Die Wellenfronten (Punkte gleicher Wellenphase) stehen senkrecht auf dem Wellenvektor

Mehr

EPI WS 2008/09 Dünnweber/Faessler

EPI WS 2008/09 Dünnweber/Faessler 11. Vorlesung EP I Mechanik 7. Schwingungen gekoppelte Pendel 8. Wellen (transversale und longitudinale Wellen, Phasengeschwindigkeit, Dopplereffekt Superposition von Wellen) Versuche: Schwebung gekoppelte

Mehr

WELLEN im VAKUUM. Kapitel 10. B t E = 0 E = B = 0 B. E = 1 c 2 2 E. B = 1 c 2 2 B

WELLEN im VAKUUM. Kapitel 10. B t E = 0 E = B = 0 B. E = 1 c 2 2 E. B = 1 c 2 2 B Kapitel 0 WELLE im VAKUUM In den Maxwell-Gleichungen erscheint eine Asymmetrie durch Ladungen, die Quellen des E-Feldes sind und durch freie Ströme, die Ursache für das B-Feld sind. Im Vakuum ist ρ und

Mehr

Interferenz und Beugung

Interferenz und Beugung Interferenz und Beugung In diesem Kapitel werden die Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen behandelt, die aus der Wellennatur des Lichtes resultieren. Bei der Überlagerung zweier Wellen ergeben

Mehr

Michelson Interferometer: Aufbau und Anwendungen. 21. Mai 2015

Michelson Interferometer: Aufbau und Anwendungen. 21. Mai 2015 Michelson Interferometer: Aufbau und Anwendungen 1. Mai 015 1 Prinzipieller Aufbau eines Michelson Interferometers Interferenz zweier ebener elektromagnetischer Wellen gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher

Mehr

Praktikumsbericht Laserwerkstoffbearbeitung für die Mikrofertigungstechnik

Praktikumsbericht Laserwerkstoffbearbeitung für die Mikrofertigungstechnik Praktikumsbericht Laserwerkstoffbearbeitung für die Mikrofertigungstechnik Betreuer Namen www.bhp.isdrin.de Datum.. :-: Uhr Gruppe Einleitung In diesem Praktikum geht es um die Präzisionsbearbeitung von

Mehr

Resonator. Helium-Neon-Laser

Resonator. Helium-Neon-Laser 1 Der Laser Das Wort Laser besteht aus den Anfangsbuchstaben der englischen Bezeichnung Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, zu deutsch: Lichtverstärkung durch stimulierte Emission

Mehr

[c] = 1 m s. Erfolgt die Bewegung der Teilchen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle, dann liegt liegt Transversalwelle vor0.

[c] = 1 m s. Erfolgt die Bewegung der Teilchen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle, dann liegt liegt Transversalwelle vor0. Wellen ================================================================== 1. Transversal- und Longitudinalwellen ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Mehr

9 Periodische Bewegungen

9 Periodische Bewegungen Schwingungen Schwingung Zustand y wiederholt sich in bestimmten Zeitabständen Mit Schwingungsdauer (Periode, Periodendauer) T Welle Schwingung breitet sich im Raum aus Zustand y wiederholt sich in Raum

Mehr

16 Elektromagnetische Wellen

16 Elektromagnetische Wellen 16 Elektromagnetische Wellen In den folgenden Kapiteln werden wir uns verschiedenen zeitabhängigen Phänomenen zuwenden. Zunächst werden wir uns mit elektromagnetischen Wellen beschäftigen und sehen, dass

Mehr

Martinovsky Nicole. Schwarzmann Tobias. Thaler Michael

Martinovsky Nicole. Schwarzmann Tobias. Thaler Michael Themen: Unbestimmtheitsrelationen, Materiewellen, Materieteilchen als Welle, Wellenfunktion, Dispersionsrelation, Wellenpaket, Wahrscheinlichkeitsinterpretation, Materie-Quanteninterferenz Martinovsky

Mehr

Elektrische Schwingungen und Wellen

Elektrische Schwingungen und Wellen Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 2007 VL #4 am 0.07.2007 Vladimir Dyakonov Elektrische Schwingungen und Wellen Wechselströme Wechselstromgrößen

Mehr

Einführung in die Physik

Einführung in die Physik Einführung in die Physik für Pharmazeuten und Biologen (PPh) Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik Übung : Vorlesung: Tutorials: Montags 13:15 bis 14 Uhr, Liebig-HS Montags 14:15 bis 15:45, Liebig HS Montags

Mehr

Aufgabe 1: Interferenz von Teilchen und Wellen

Aufgabe 1: Interferenz von Teilchen und Wellen Lösungsvorschlag Übung 6 Aufgabe 1: Interferenz von Teilchen un Wellen a) Konstruktive bzw. estruktive Interferenz beschreibt ie Tatsache, ass sich überlagerne Wellen gegenseitig verstärken bzw. auslöschen

Mehr

Praktikum II PO: Doppelbrechung und eliptisch polatisiertes Licht

Praktikum II PO: Doppelbrechung und eliptisch polatisiertes Licht Praktikum II PO: Doppelbrechung und eliptisch polatisiertes Licht Betreuer: Norbert Lages Hanno Rein praktikum2@hanno-rein.de Florian Jessen florian.jessen@student.uni-tuebingen.de 26. April 2004 Made

Mehr

Mechanische Schwingungen und Wellen

Mechanische Schwingungen und Wellen Mechanische und Wellen Inhalt 1. 2.Überlagerung von 3.Entstehung und Ausbreitung von Wellen 4.Wechselwirkungen von Wellen 2 Voraussetzungen Schwingfähige Teilchen Energiezufuhr Auslenkung Rücktreibende

Mehr

Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung

Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung Prof. S. Grimme OC [TC] 13.10.2009 Prof. S. Grimme (OC [TC]) Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung 13.10.2009 1 / 25 Teil I Einführung Prof. S. Grimme

Mehr

Optische Spektroskopie und Laserphysik

Optische Spektroskopie und Laserphysik Optische Spektroskopie und Laserphysik Dr. Cedrik Meier Institut für Experimentalphysik Was Euch in der nächste Stunde erwartet... Der Laser Was ist ein Laser? Geschichte des Lasers Eigenschaften von Laserlicht

Mehr

Mach-Zehnder Interferometer

Mach-Zehnder Interferometer Mach-Zehnder Interferometer 1891/2 von Ludwig Mach und Ludwig Zehnder entwickelt Sehr ähnlich Michelson-Interferometer Aber: Messobjekt nur einmal durchlaufen 1 Anwendung: Mach-Zehnder Interferometer Dichteschwankungen

Mehr

2 Elektromagnetische Wellen

2 Elektromagnetische Wellen 2 Elektromagnetische Wellen 21 2 Elektromagnetische Wellen In diesem Kapitel tauchen wir erstmals tiefer ein in die Wellennatur des Lichts. Wir werden sehen, dass elektrische Felder sowohl von elektrischen

Mehr

Medical Laser Technology

Medical Laser Technology Medical Laser Technology 2 SWS 447.188 Schröttner J. E-Mail: schroettner@tugraz.at Tel.: 873/7395 Institut für Health Care Engineering mit Europaprüfstelle für Medizinprodukte www.hce.tugraz.at Kopernikusgasse

Mehr

Vorlesung Physik für Pharmazeuten und Biologen

Vorlesung Physik für Pharmazeuten und Biologen Vorlesung Physik für Pharmazeuten und Biologen Schwingungen Mechanische Wellen Akustik Freier harmonischer Oszillator Beispiel: Das mathematische Pendel Bewegungsgleichung : d s mg sinϕ = m dt Näherung

Mehr

Wellenlänge, Wellenzahl, Lichtgeschwindigkeit

Wellenlänge, Wellenzahl, Lichtgeschwindigkeit Das -Feld Wellenlänge, Wellenzahl, Lichtgeschwindigkeit Harmonische Welle: macht harmonische Schwingung sin[ωt + φ( r)] an jedem Punkt im Raum; variiert bei festem t sinusförmig entlang z Wellenfronten

Mehr

Einführung. Interferenz. Interferenz gleichlaufender Wellen

Einführung. Interferenz. Interferenz gleichlaufender Wellen kript Mechanische Wellen Interferenz C) 2014 - SchulLV 1 von 5 Einführung Hast du schon einmal etwas von Monsterwellen gehört? Wellen die so hoch sind, wie ein Mehrfamilienhaus? Diese Wellen sind zwar

Mehr

Das Amperesche Gesetz Der Maxwellsche Verschiebungsstrom Magnetische Induktion Lenzsche Regel

Das Amperesche Gesetz Der Maxwellsche Verschiebungsstrom Magnetische Induktion Lenzsche Regel 11. Elektrodynamik 11.5.4 Das Amperesche Gesetz 11.5.5 Der Maxwellsche Verschiebungsstrom 11.5.6 Magnetische Induktion 11.5.7 Lenzsche Regel 11.6 Maxwellsche Gleichungen 11.7 Elektromagnetische Wellen

Mehr

Übungen zur Experimentalphysik 3

Übungen zur Experimentalphysik 3 Übungen zur Experimentalphysik 3 Prof. Dr. L. Oberauer Wintersemester / Anwesenheitsübung -.November Musterlösung Franziska Konitzer (franziska.konitzer@tum.de) Aufgabe ( ) ( Punkte) Eine harmonische elektromagnetische

Mehr

Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #42 am

Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #42 am Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 2007 VL #42 am 11.07.2007 Vladimir Dyakonov Resonanz Damit vom Sender effektiv Energie abgestrahlt werden

Mehr

Spektroskopie. im IR- und UV/VIS-Bereich. Spektrometer. http://www.analytik.ethz.ch

Spektroskopie. im IR- und UV/VIS-Bereich. Spektrometer. http://www.analytik.ethz.ch Spektroskopie im IR- und UV/VIS-Bereich Spektrometer Dr. Thomas Schmid HCI D323 schmid@org.chem.ethz.ch http://www.analytik.ethz.ch Allgemeiner Aufbau eines Spektrometers Lichtintensität d I 0 Probe I

Mehr

Das Wesen des Lichts

Das Wesen des Lichts Das Wesen des Lichts Schwingungen und Wellen Abb. 1: Longitudinale Welle (oben) und transversale Welle (unten) Begriffe zu Wellen Grundlagen zu Elektrizität und Magnetismus Elektrizität: Es gibt positive

Mehr

Versuch 35: Speckle. F-Praktikum Versuch 35: Speckle N. Lindlein

Versuch 35: Speckle. F-Praktikum Versuch 35: Speckle N. Lindlein Versuch 35: Speckle Norbert Lindlein nstitut für Optik, nformation und Photonik (Max-Planck-Forschungsgruppe) Universität Erlangen-Nürnberg Staudtstr. 7/B, D-958 Erlangen E-mail: norbert.lindlein@optik.uni-erlangen.de

Mehr

Festkörperlaser. Benedikt Konermann Kevin Thiele. Festkörperlaser Benedikt Konermann, Kevin Thiele

Festkörperlaser. Benedikt Konermann Kevin Thiele. Festkörperlaser Benedikt Konermann, Kevin Thiele Festkörperlaser Benedikt Konermann Festkörperlaser Gliederung Was heißt Laser? Was versteht man unter? t Was bedeutet stimulierte Emission? Entstehung des Laserlichtes Pumplichtquellen Welche gibt es?

Mehr

zur geometrischen Optik des Auges und optische Instrumente: Lupe - Mikroskop - Fernrohr

zur geometrischen Optik des Auges und optische Instrumente: Lupe - Mikroskop - Fernrohr zur geometrischen Optik des Auges und optische Instrumente: Lupe - Mikroskop - Fernrohr 426 Das Auge n = 1.3 adaptive Linse: Brennweite der Linse durch Muskeln veränderbar hoher dynamischer Nachweisbereich

Mehr

Der Freie-Elektronen-Laser an der Strahlungsquelle ELBE

Der Freie-Elektronen-Laser an der Strahlungsquelle ELBE Der Freie-Elektronen-Laser an der Strahlungsquelle ELBE Dr. Martin Sczepan Forschungszentrum Rossendorf Inhalt Laser für das Infrarot Was macht den Bereich des IR interessant? Der Infrarot-FEL im Vergleich

Mehr

Moderne Themen der Physik. Photonik. Dr. Axel Heuer. Exp. Quantenphysik, Universität Potsdam, Germany

Moderne Themen der Physik. Photonik. Dr. Axel Heuer. Exp. Quantenphysik, Universität Potsdam, Germany Moderne Themen der Physik Photonik Dr. Axel Heuer Exp. Quantenphysik, Universität Potsdam, Germany Übersicht 1. Historisches und Grundlagen 2. Hochleistungslaser 3. Diodenlaser 4. Einzelne Photonen 2 LASER

Mehr

9. Akustik. I Mechanik. 12. Vorlesung EP. 7. Schwingungen 8. Wellen 9.Akustik

9. Akustik. I Mechanik. 12. Vorlesung EP. 7. Schwingungen 8. Wellen 9.Akustik 12. Vorlesung EP I Mechanik 7. Schwingungen 8. Wellen 9.Akustik Versuche: Stimmgabel und Uhr ohne + mit Resonanzboden Pfeife Schallgeschwindigkeit in Luft Versuch mit Helium Streichinstrument Fourier-Analyse

Mehr

III. Elektrizität und Magnetismus Anhang zu 21. Wechselstrom: Hochspannungsleitung 22. Elektromagnetische Wellen

III. Elektrizität und Magnetismus Anhang zu 21. Wechselstrom: Hochspannungsleitung 22. Elektromagnetische Wellen 21. Vorlesung EP III. Elektrizität und Magnetismus Anhang zu 21. Wechselstrom: Hochspannungsleitung 22. Elektromagnetische Wellen IV Optik 22. Fortsetzung: Licht = sichtbare elektromagnetische Wellen 23.

Mehr

Vortrag 2: Kohärenz VON JANIK UND JONAS

Vortrag 2: Kohärenz VON JANIK UND JONAS Vortrag 2: Kohärenz VON JANIK UND JONAS Vortrag 2: Kohärenz Inhalt: Kohärenz im Allgemeinen Kohärenzlänge Kohärenzbedingungen Zeitliche Kohärenz Räumliche Kohärenz MICHELSON Interferometer zum Nachweis

Mehr

HANDOUT. Vorlesung: Glasanwendungen. Überblick optische Eigenschaften

HANDOUT. Vorlesung: Glasanwendungen. Überblick optische Eigenschaften Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität des Saarlandes HANDOUT Vorlesung: Glasanwendungen Überblick optische Eigenschaften Leitsatz: 21.04.2016 Die Ausbreitung von Licht durch ein

Mehr

Physikalisches Praktikum O 1 Polarisation und optische Aktivität

Physikalisches Praktikum O 1 Polarisation und optische Aktivität Versuchsziel Physikalisches Praktikum O 1 Polarisation und optische Aktivität Es soll das Malussche Gesetz überprüft und Wellenlängenabhängigkeit des spezifischen Drehvermögens einer Zuckerlösung untersucht

Mehr

13. Elektromagnetische Wellen

13. Elektromagnetische Wellen 13. Elektromagnetische Wellen 13.1 Erzeugung elektromagnetischer Wellen 13.2 Eigenschaften elektromagnetischer Wellen 13.3 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen 13.4 Reflexion und Brechung 13.5 Interferenz

Mehr

Baudynamik und Zustandsanalyse

Baudynamik und Zustandsanalyse Baudynamik und Zustandsanalyse Eine Einführung in die Baudynamik mit Mathematica Das vorliegende Skript wurde im Original mit dem Programmsystem MATHEMATICA von WOLFRAM-Research [http://www.wolfram.com]

Mehr

Laserlicht Laser. Video: Kohärenz. Taschenlampe. Dieter Suter Physik B Grundlagen

Laserlicht Laser. Video: Kohärenz. Taschenlampe. Dieter Suter Physik B Grundlagen Dieter Suter - 423 - Physik B2 6.7. Laser 6.7.1. Grundlagen Das Licht eines gewöhnlichen Lasers unterscheidet sich vom Licht einer Glühlampe zunächst dadurch dass es nur eine bestimmte Wellenlänge, resp.

Mehr

Wärmestrahlung. Einfallende Strahlung = absorbierte Strahlung + reflektierte Strahlung

Wärmestrahlung. Einfallende Strahlung = absorbierte Strahlung + reflektierte Strahlung Wärmestrahlung Gleichheit von Absorptions- und Emissionsgrad Zwei Flächen auf gleicher Temperatur T 1 stehen sich gegenüber. dunkelgrau hellgrau Der Wärmefluss durch Strahlung muss in beiden Richtungen

Mehr

Brewster-Winkel - Winkelabhängigkeit der Reflexion.

Brewster-Winkel - Winkelabhängigkeit der Reflexion. 5.9.30 ****** 1 Motivation Polarisiertes Licht wird an einem geschwärzten Glasrohr reflektiert, so dass auf der Hörsaalwand das Licht unter verschiedenen Relexionswinkeln auftrifft. Bei horizontaler Polarisation

Mehr

Wechselstrom (Widerstand von Kondensator, Spule, Ohmscher Widerst.) Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen (Hertzscher Dipol)

Wechselstrom (Widerstand von Kondensator, Spule, Ohmscher Widerst.) Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen (Hertzscher Dipol) Heutiges Programm: 1 Wechselstrom (Widerstand von Kondensator, Spule, Ohmscher Widerst.) Elektrischer Schwingkreis Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen (Hertzscher Dipol) Elektromagnetische Wellen

Mehr

Regenbogen und Seifenblase Licht und Farbe in der physikalischen Optik. Martin Lieberherr 18. April 2007 Senioren-Akademie Berlingen

Regenbogen und Seifenblase Licht und Farbe in der physikalischen Optik. Martin Lieberherr 18. April 2007 Senioren-Akademie Berlingen Regenbogen und Seifenblase Licht und Farbe in der physikalischen Optik Martin Lieberherr 18. April 2007 Senioren-Akademie Berlingen Inhalt 1. Was ist Licht? 2. Was ist Farbe? 3. Prisma und Regenbogen 4.

Mehr

Gitterherstellung und Polarisation

Gitterherstellung und Polarisation Versuch 1: Gitterherstellung und Polarisation Bei diesem Versuch wollen wir untersuchen wie man durch Überlagerung von zwei ebenen Wellen Gttterstrukturen erzeugen kann. Im zweiten Teil wird die Sichtbarkeit

Mehr

Laser MEDIZINISCHE LASERANWENDUNGEN. 4. Unterrichtseinheit. Akronym: LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

Laser MEDIZINISCHE LASERANWENDUNGEN. 4. Unterrichtseinheit. Akronym: LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. # 96 MEDIZINISCHE LASERANWENDUNGEN 4. Unterrichtseinheit Laser Akronym: LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation vorher: nachher: E 1 E 1 E 0 E 0 E 1 E 1 E 0 E 0 E 1 E 1 E 0 E 0

Mehr

Michelson - Interferometer

Michelson - Interferometer Michelson - Interferometer Matthias Lütgens 9. April 2005 Partner: Christoph Mahnke Betreuer: Dr. Enenkel Datum der Versuchsdurchführung: 5. April 2005 0.1 Ziel Experimentelle Nutzung des Michelson-Interferometers

Mehr

gekoppelte Pendelreihe Wellenmaschine Seilwelle (hin und her)

gekoppelte Pendelreihe Wellenmaschine Seilwelle (hin und her) Mechanik Wellen 16. Wellen 16.1. Einleitung Beispiele: gekoppelte Pendelreihe Wellenmaschine Seilwelle (hin und her) Was passiert? Das schwingende Medium/Teilchen bewegt sich nicht fort, sondern schwingt

Mehr

Metamaterialien mit negativem Brechungsindexeffekt. Vortrag im Rahmen des Hauptseminars SS2008 Von Vera Eikel

Metamaterialien mit negativem Brechungsindexeffekt. Vortrag im Rahmen des Hauptseminars SS2008 Von Vera Eikel Metamaterialien mit negativem Brechungsindexeffekt Vortrag im Rahmen des Hauptseminars SS8 Von Vera Eikel Brechungsindex n 1 n Quelle: http://www.pi.uni-stuttgart.de Snellius sches Brechungsgesetz: sin

Mehr

Versuch 4.6: Laserdioden-gepumpter Nd:YAG-Laser und Frequenzverdopplung

Versuch 4.6: Laserdioden-gepumpter Nd:YAG-Laser und Frequenzverdopplung Versuch 4.6: Laserdioden-gepumpter Nd:YAG-Laser und Frequenzverdopplung Nicole Martin und Cathrin Wälzlein February 18, 2008 Praktikumsbetreuer: Dominik Blömer Durchführungsdatum: 17.12.2007 1 1 Einleitung

Mehr

Passiver optischer Komponententest je per Tunable LASER und OSA ASE Quelle und OSA. Yokogawa MT GmbH September 2009 Jörg Latzel

Passiver optischer Komponententest je per Tunable LASER und OSA ASE Quelle und OSA. Yokogawa MT GmbH September 2009 Jörg Latzel Passiver optischer Komponententest je per Tunable LASER und OSA ASE Quelle und OSA Yokogawa MT GmbH September 2009 Jörg Latzel Überblick: Das Seminar gibt einen Überblick über Möglichen Wege zur Beurteilung

Mehr

Polarisation durch Reflexion

Polarisation durch Reflexion Version: 27. Juli 2004 Polarisation durch Reflexion Stichworte Erzeugung von polarisiertem Licht, linear, zirkular und elliptisch polarisiertes Licht, Polarisator, Analysator, Polarisationsebene, optische

Mehr

Physik VI Plasmaphysik

Physik VI Plasmaphysik Physik VI Plasmaphysik Physik VI Plasmaphysik Inhaltsübersicht 1. Charakteristik des Plasmazustandes 2. Experimentelle Grundlagen der Plasmaphysik 3. Thermodynamische Gleichgewichtsplasmen 4. Plasmen im

Mehr

Licht als Welle. Michael Pohlig

Licht als Welle. Michael Pohlig Licht als Welle Michael Pohlig pohlig@kit.edu Ebene Welle > nm :=10^(-9): > w1 := x-> sin(2*pi*x/(300*nm)): > plot (w1,0..8000*nm, numpoints = 400, color=blue); Interferenz bei sich kreuzenden Strahlen

Mehr

Zwei-Niveau-System. Laser: light amplification by stimulated emission of radiation. W ind.absorption = n 1 ρ B. Laserbox. W ind.

Zwei-Niveau-System. Laser: light amplification by stimulated emission of radiation. W ind.absorption = n 1 ρ B. Laserbox. W ind. Laser: light amplification by stimulated emission of radiation W ind.absorption = n 1 ρ B Laserbox 8πhν = B c A W ind.emission = n ρ B Besetzungs-Inversion notwendig Zwei-Niveau-System 1,0 Besetzung des

Mehr

Wellen als Naturerscheinung

Wellen als Naturerscheinung Wellen als Naturerscheinung Mechanische Wellen Definition: Eine (mechanische) Welle ist die Ausbreitung einer (mechanischen) Schwingung im Raum, wobei Energie und Impuls transportiert wird, aber kein Stoff.

Mehr

Der schwingende Dipol (Hertzscher Dipol): Experimentalphysik I/II für Studierende der Biologie und Zahnmedizin Caren Hagner V6 17.01.

Der schwingende Dipol (Hertzscher Dipol): Experimentalphysik I/II für Studierende der Biologie und Zahnmedizin Caren Hagner V6 17.01. Der schwingende Dipol (Hertzscher Dipol): 1 Dipolachse Ablösung der elektromagnetischen Wellen vom Dipol 2 Dipolachse KEINE Abstrahlung in Richtung der Dipolachse Maximale Abstrahlung senkrecht zur Dipolachse

Mehr

Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild. Das 1. Gesetz von Kepler. Das 2. Gesetz von Kepler. Das 3. Gesetz von Kepler.

Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild. Das 1. Gesetz von Kepler. Das 2. Gesetz von Kepler. Das 3. Gesetz von Kepler. Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild Geozentrisches Weltbild: Vertreter Aristoteles, Ptolemäus, Kirche (im Mittelalter) Heliozentrisches Weltbild: Vertreter Aristarch von Samos, Kopernikus, Galilei

Mehr

Vorlesung 6: Wechselstrom, ElektromagnetischeWellen, Wellenoptik

Vorlesung 6: Wechselstrom, ElektromagnetischeWellen, Wellenoptik Vorlesung 6: Wechselstrom, ElektromagnetischeWellen, Wellenoptik, georg.steinbrueck@desy.de Folien/Material zur Vorlesung auf: www.desy.de/~steinbru/physikzahnmed georg.steinbrueck@desy.de 1 WS 2015/16

Mehr

IV. Elektrizität und Magnetismus

IV. Elektrizität und Magnetismus IV. Elektrizität und Magnetismus IV.5 Elektromagnetische Wellen Physik für Mediziner 1 Elektromagnetische Wellen Physik für Mediziner 2 Wiederholung: Schwingkreis elektrische Feld im Kondensator wird periodisch

Mehr

Laser. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Laser. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Grundlagen F 4.1 Nach Einstein existieren 3 mögliche Wechselwirkungsmechanismen zwischen Atom und elektromagnetischer Strahlung: - Absorption:

Mehr

Elektromagnetische Schwingungen und elektromagnetische Wellen im Vakuum

Elektromagnetische Schwingungen und elektromagnetische Wellen im Vakuum TU München Experimentalphysik 2 Ferienkurs WS 08/09 Felicitas Thorne Elektromagnetische Schwingungen und elektromagnetische Wellen im Vakuum Freitag, 27. Februar 2009 Inhaltsverzeichnis 1 Der elektromagnetische

Mehr

Laserresonator. Versuch Nr. 6 Vorbereitung Januar Ausgearbeitet von Martin Günther und Nils Braun

Laserresonator. Versuch Nr. 6 Vorbereitung Januar Ausgearbeitet von Martin Günther und Nils Braun Laserresonator Versuch Nr. 6 Vorbereitung - 21. Januar 2013 Ausgearbeitet von Martin Günther und Nils Braun 1 Vorwort Im Folgenden Versuch wird ein vormontierter Titan-Saphir-Laser justiert und in den

Mehr

Weitere Wellenmerkmale des Lichtes

Weitere Wellenmerkmale des Lichtes Weitere Wellenmerkmale des Lichtes Farben an einer CD/DVD: Oberflächenstruktur: Die Erhöhungen und Vertiefungen (Pits/Lands) auf einer CD-Oberfläche wirkt als Reflexionsgitter. d Zwischen den reflektierten

Mehr

Licht + Licht = Dunkelheit? Das Mach-Zehnderund das Michelson-Interferometer

Licht + Licht = Dunkelheit? Das Mach-Zehnderund das Michelson-Interferometer Licht + Licht = Dunkelheit? Das Mach-Zehnderund das Michelson-Interferometer Inhalt 1. Grundlagen 1.1 Interferenz 1.2 Das Mach-Zehnder- und das Michelson-Interferometer 1.3 Lichtgeschwindigkeit und Brechzahl

Mehr

Das Gasinterferometer

Das Gasinterferometer Physikalisches Praktikum für das Hautfach Physik Versuch 24 Das Gasinterferometer Wintersemester 2005 / 2006 Name: Mitarbeiter: EMail: Grue: Daniel Scholz Hauke Rohmeyer hysik@mehr-davon.de B9 Assistent:

Mehr

Experimentalphysik II

Experimentalphysik II Experimentalphysik II Wellenlehre und Optik: Wellen und Wellengleichung, Welle-Teilchen-Dualismus, Licht als Welle (Huygenssches Prinzip, Reflexion, Brechung und Beugung), Optik 3.1. Wellen und Wellengleichung

Mehr

Ferienkurs Theoretische Physik 3: Elektrodynamik. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen

Ferienkurs Theoretische Physik 3: Elektrodynamik. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Ferienkurs Theoretische Physik 3: Elektrodynamik Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Autor: Isabell Groß Stand: 21. März 2012 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Homogene Maxwell-Gleichungen

Mehr

Dieter Suter Physik B3

Dieter Suter Physik B3 Dieter Suter - 6 - Physik B3 5.3 Energietransport 5.3. Phänomenologie Da schwingungsfähige Systeme Energie enthalten und sie zwischen den gekoppelten Systemen ausgetauscht wird, findet in Wellen ein Transport

Mehr

5 Ionenlaser... 83 5.1 Laser für kurze Wellenlängen... 83 5.2 Edelgasionenlaser... 85 5.3 Metalldampfionenlaser (Cd,Se,Cu)... 90 Aufgaben...

5 Ionenlaser... 83 5.1 Laser für kurze Wellenlängen... 83 5.2 Edelgasionenlaser... 85 5.3 Metalldampfionenlaser (Cd,Se,Cu)... 90 Aufgaben... 1 Licht, Atome, Moleküle, Festkörper...................... 1 1.1 Eigenschaften von Licht................................. 1 1.2 Atome: Elektronenbahnen, Energieniveaus................ 7 1.3 Atome mit mehreren

Mehr

Inhaltsverzeichnis. Kurz, G�nther Strà mungslehre, Optik, Elektrizit�tslehre, Magnetismus digitalisiert durch: IDS Basel Bern

Inhaltsverzeichnis. Kurz, GÃ?nther Strà mungslehre, Optik, ElektrizitÃ?tslehre, Magnetismus digitalisiert durch: IDS Basel Bern Inhaltsverzeichnis I Strömungslehre 11 1 Ruhende Flüssigkeiten (und Gase) - Hydrostatik 11 1.1 Charakterisierung von Flüssigkeiten 11 1.2 Druck - Definition und abgeleitete 11 1.3 Druckänderungen in ruhenden

Mehr

Laser: Was bedeutet das? Light Amplification by Stimulated Emission of. Radiation. Inversion der Besetzung

Laser: Was bedeutet das? Light Amplification by Stimulated Emission of. Radiation. Inversion der Besetzung Laser: Was bedeutet das? Light Amplification by Stimulated Emission of Bezeichnung für einen Prozeß Heute: Apparat zur Erzeugung von Licht Radiation Hochwertige Form von Licht: Laserlicht - 3 - Inversion

Mehr

Die Wellenfunktion ψ(r,t) ist eine komplexe skalare Größe, da keine Polarisation wie bei elektromagnetischen Wellen beobachtet wurde.

Die Wellenfunktion ψ(r,t) ist eine komplexe skalare Größe, da keine Polarisation wie bei elektromagnetischen Wellen beobachtet wurde. 2. Materiewellen und Wellengleichung für freie Teilchen 2.1 Begriff Wellenfunktion Auf Grund des Wellencharakters der Materie können wir den Zustand eines physikalischen Systemes durch eine Wellenfunktion

Mehr

Physik 2 (GPh2) am

Physik 2 (GPh2) am Name: Matrikelnummer: Studienfach: Physik (GPh) am 8.0.013 Fachbereich Elektrotechnik und Informatik, Fachbereich Mechatronik und Maschinenbau Zugelassene Hilfsmittel zu dieser Klausur: Beiblätter zur

Mehr

Laserdiode & Faraday-Effekt (V39)

Laserdiode & Faraday-Effekt (V39) Laserdiode & Faraday-Effekt (V39) 1. Laser Prinzip und Eigenschaften Optisches Pumpen Laserverstärkung Lasermoden und Selektion 2. Halbleiter-Laser pn-übergang Realisierung Kennlinien 3. Faradayeffekt

Mehr

Praktikum GI Gitterspektren

Praktikum GI Gitterspektren Praktikum GI Gitterspektren Florian Jessen, Hanno Rein betreut durch Christoph von Cube 9. Januar 2004 Vorwort Oft lassen sich optische Effekte mit der geometrischen Optik beschreiben. Dringt man allerdings

Mehr

Die Stoppuhren der Forschung: Femtosekundenlaser

Die Stoppuhren der Forschung: Femtosekundenlaser Die Stoppuhren der Forschung: Femtosekundenlaser Stephan Winnerl Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung Foschungszentrum Rossendorf Inhalt Femtosekunden Laserpulse (1 fs = 10-15 s) Grundlagen

Mehr

Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen

Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen 23.04.2005 Jörg Evers Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg Quantenmechanik Was ist das eigentlich? Physikalische Theorie Hauptsächlich

Mehr

Grundlagen der elektromagnetisch induzierten Transparenz Im Rahmen des Seminars: Quanten- und nichtlineare Optik

Grundlagen der elektromagnetisch induzierten Transparenz Im Rahmen des Seminars: Quanten- und nichtlineare Optik Grundlagen der elektromagnetisch induzierten Transparenz Im Rahmen des Seminars: Quanten und nichtlineare Optik 1. Dezember 2010 Institut für Angewandte Physik Seminar Quanten und nichtlineare Optik Christian

Mehr

Optische Bauelemente

Optische Bauelemente Optische Bauelemente (Teil 2) Matthias Pospiech Universität Hannover Optische Bauelemente p. 1/15 Inhalt 1. Akusto-Optische Modulatoren (AOMs) 2. Faraday Rotator (Faraday Effekt) 3. Optische Diode Optische

Mehr

Grundlagen der Physik 2 Schwingungen und Wärmelehre

Grundlagen der Physik 2 Schwingungen und Wärmelehre (c) Ulm University p. 1/1 Grundlagen der Physik 2 Schwingungen und Wärmelehre 07. 05. 2007 Othmar Marti othmar.marti@uni-ulm.de Experimentelle Physik Universität Ulm (c) Ulm University p. 2/1 Wellen in

Mehr

Unterweisung für den sicheren Umgang mit Lasereinrichtungen für Bediener

Unterweisung für den sicheren Umgang mit Lasereinrichtungen für Bediener Unterweisung für den sicheren Umgang mit einrichtungen für Bediener Unterweisung für den sicheren Umgang mit einrichtungen F 1 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Licht-Verstärkung

Mehr

IO2. Modul Optik. Refraktion und Reflexion

IO2. Modul Optik. Refraktion und Reflexion IO2 Modul Optik Refraktion und Reflexion In der geometrischen Optik sind die Phänomene der Reflexion sowie der Refraktion (Brechung) von enormer Bedeutung. Beide haben auch vielfältige technische Anwendungen.

Mehr

Physikalisches Praktikum O 3 Interferenz

Physikalisches Praktikum O 3 Interferenz Physikalisches Praktikum O 3 Interferenz Versuchsziel Untersuchung von Interferenzerscheinungen. Literatur /1/ E. Hecht Optik /2/ Bergmann/Schäfer Band 3, Optik /3/ P. Tipler/G. Mosca Physik /4/ LD Didactic

Mehr

Quanten 2. Dominik Dillhof, Abraham Hinteregger, Sarah Langer, Lisa Nachtmann

Quanten 2. Dominik Dillhof, Abraham Hinteregger, Sarah Langer, Lisa Nachtmann Quanten 2 Seit 50 Jahren grüble ich darüber nach was ein Lichtquant sei, und kann es immer noch nicht sagen. Heute glaubt jeder Lump er wüsste es aber er weiß es nicht. Albert Einstein Dominik Dillhof,

Mehr

A. Mechanik (18 Punkte)

A. Mechanik (18 Punkte) Prof. Dr. A. Hese Prof. Dr. G. v. Oppen Dipl.-Phys. G. Hoheisel Dipl.-Phys. R. Jung Technische Universität Berlin Name: Vorname: Matr. Nr.: Fachbereich: Platz Nr.: Tutor: A. Mechanik (18 Punkte) 1. Wie

Mehr

Ferienkurs Experimentalphysik III - Optik

Ferienkurs Experimentalphysik III - Optik Ferienkurs Experimentalphysik III - Optik Max v. Vopelius, Matthias Brasse 26.02.09 Inhaltsverzeichnis 1 Interferenz 1 1.1 Interferenz durch Mehrfachreflexion.......................... 1 1.1.1 Interferenz

Mehr

FK Experimentalphysik 3, Lösung 3

FK Experimentalphysik 3, Lösung 3 1 Transmissionsgitter FK Experimentalphysik 3, Lösung 3 1 Transmissionsgitter Ein Spalt, der von einer Lichtquelle beleuchtet wird, befindet sich im Abstand von 10 cm vor einem Beugungsgitter (Strichzahl

Mehr

Die Lage der Emissionsbanden der charakteristischen Röntgenstrahlung (anderer Name: Eigenstrahlung) wird bestimmt durch durch das Material der Kathode durch das Material der Anode die Größe der Anodenspannung

Mehr

6 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen. E y. E(z=0) Polarisation Richtung des E-Vektors gibt die Polarisation an.

6 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen. E y. E(z=0) Polarisation Richtung des E-Vektors gibt die Polarisation an. 6 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen E y E(z=0) E 0 z E y E 0 t Abbildung 6.10: (a) E(z, t = t 1 ): Momentaufnahme für t = t 1. (b) E(z = z 1, t): Zeitabhängigkeit an festem Ort z = z 1. Polarisation

Mehr

Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung

Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung E! B Der elektrische Feldvektor und der magnetische Feldvektor stehen senkrecht aufeinander Die elektromagentische Welle ist beschrieben durch x x E = E 0

Mehr

Physikalisches Grundpraktikum I SS2015 GV Interferenz und Beugung Editierte Version für markrobin.de

Physikalisches Grundpraktikum I SS2015 GV Interferenz und Beugung Editierte Version für markrobin.de Physikalisches Grundpraktikum I SS2015 GV Interferenz und Beugung Editierte Version für markrobin.de Mark Robin Niemyj Marko Trojic Universität Bielefeld 23. September 2016 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines

Mehr