Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

24 Emission und Absorption von Licht 13 Beispiel Entfernungsmessung Die physikalischen Eigenschaften eines Laserstrahls hängen weitgehend von der Art der Atome des verwendeten Lasermaterials ab, sie verändern sich daher mit der Zeit nicht. Laser werden aus diesem Grund für Vermessungs- und Eichzwecke verwendet: Abb. 24.1 Die jeweils aktuelle Entfernung des Mondes von der Erde lässt sich mit Hilfe eines Laserreflektors auf 10 – 1  m genau bestimmen. Er wurde von den Astronauten der Apollo- 14-Mission amMond aufgestellt. A1 Der Laserreflektor der Abbildung besteht aus vielen einzelnen rechtwinkeligen Ecken. Zeige mit der Zeichnung, dass ein Lichtstrahl von einem Spie- gel in der Form eines rechtwinkeligen Ecks immer parallel zur Einfallsrichtung reflektiert wird! (Zeichne den reflektierten Strahl mit Hilfe des Reflexionsge- setzes ein! Konstruiere für einen aus einer ande- ren Richtung einfallenden Strahl den reflektierten Strahl!) A2 Mit Hilfe von Laufzeitmessungen von Laserim- pulsen lässt sich die Entfernung des Mondes mit einer Genauigkeit von 15 cm bestimmen. Schätze ab, mit welcher Genauigkeit und mit wie viel signi- fikanten Stellen die Entfernung Erde–Mond ange- geben werden kann! (Entfernung Erde–Mond ca. 400 000 km). Beispiel Medizin In der Medizin verwendet man den Laser als beson- ders feines„Skalpell“ für Operationen an Sinnes- organen und Nerven. Die Hitzeentwicklung führt dabei zum Verschmoren der Schnittlinien (Gerin- nung von Eiweiß, Koagulation). Abb. 24.2 Bestens bewährt hat sich der Laser zum Beispiel bei Augenoperationen: Bei Abtrennungen der Netz- haut wird diese mit Hilfe von vielen Laserimpulsen wieder befestigt, ohne dass das Nachbargewebe zerstört wird. Beispiel: Science Fiction A3 Welche Problem hätte man bei der Konstruktion eines„Laser-Schwertes“? Manchmal liest man, es wäre eigentlich ein„Plasma-Schwert“. Ist das realistischer? A4 1983 rief der US-Präsident Ronald Reagan die Strategic Defense Initiative (SDI; Strategische Ver- teidigungsinitiative) ins Leben. Ziel war der Aufbau eines Abwehrschirms gegen (sowjetische) Interkon- tinentalraketen auch mit Laserwaffen und Stationie- rung imWeltraum („Star Wars“). Informiere dich über die damalige Forschung und ihre Resultate. Welche Probleme treten beim Einsatz von Laserwaffen auf? Welche Abwehrmöglichkeiten gibt es? Abb. 24.3 Sind „Laserschwerter“ „hart“? Machen sie Geräu- sche? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv