Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

gefordert ( 6.3 ). Die bessere Nutzung der Sonnenenergie ist dabei ein ebenso naheliegendes wie lohnendes Ziel für junge Forscherinnen und Forscher. Der Laser – vom Forschungslabor zum Alltagsobjekt Die Geschichte des Lasers zeigt, wie aus „Geistesblitzen“ nach 40 Jahren ein intensives Forschungsgebiet wird, aus dem schließlich im Lauf der Jahre seit 1960 der Laser entwickelt wird., der in vielen Anwendungsgebieten – oft in winzigen Bauformen – unentbehrlich wird. Im La­ serpointer, im CD/DVDPlayer und im Strichcodeleser an der Supermarktkasse ist der Laser zum Konsumartikel geworden. Schritt 2: Lange schien es unmöglich, diese Idee praktisch umzusetzen. Erst im Jahr 1960 fanden zwei Forschergrup­ pen in USA unabhängig von einander eine Lösung. Im Ru- binlaser ( 7.2 ) sendet ein kleiner Rubinkristall einen gebündelten Strahl rotes Licht aus, im Helium-Neon-Laser wird ein Gasgemisch genutzt. Danach setzte eine rasante Entwicklung ein und es gibt nun eine Vielfalt von maßge­ schneiderten Lasern. Allen ist jedoch eines gemeinsam: Das Licht, das sie abgeben, ist in einem engen Strahl gebündelt und ist daher sehr intensiv, es hat jeweils nur eine Wellen­ länge (Farbe). Das Wort Laser ist eine Abkürzung für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation und bedeutet „Lichtver­ stärker“. Schritt 3: Sehr schnell wurden die vielfältigen Möglichkei­ ten für Anwendungen erkannt. Immer neue Entwicklungen zeigen, welche Möglichkeiten kreativen Forschern und Ent­ wicklern noch offen stehen. So werden derzeit sogenannte FemtosekundenLaser entwickelt, die Lichtblitze mit einer Dauer von weniger als 10 –12 Sekunden aussenden, mit denen man z. B. die Zwischenschritte von chemischen Reaktionen beobachten kann. Einige Anwendungen In der Augenmedizin sind besonders zwei Operationen mit­ tels Laser erprobt ( 7.3 ). Die Ablösung der Netzhaut vom Augenhintergrund führt zur Erblindung. Mittels Laserlicht kann man die Netzhaut wieder fixieren. Bei Kurzsichtigkeit ist ein „Abschleifen“ der zu stark gekrümmten Hornhaut durch Wegbrennen mittels Laserstrahl eine Operation, die das Tragen von Brillen überflüssig macht. In der Chirurgie dient der Laser als Skalpell. Da Blutgefäße gleich wieder verschlossen werden, heilen Wunden bei La­ seroperationen schnell. 7.3 Lasersystem, das in der Augenchirurgie verwendet wird. In der Materialbearbeitung hat sich sehr früh das Schnei­ den und Bohren von Werkstücken mittels Laser bewährt. Z. B. werden Lager von mechanischen Armbanduhren mit­ tels Laser gebohrt. Beim Laserschneiden wird das Material entlang des Schnitts verdampft. Es fallen keine festen Spä­ ne an, stattdessen entwickeln sich Gase, die eventuell die Gesundheit gefährden. 7.2 Aufbau des Rubin- lasers: Ein kleiner Stab aus Rubin ist an den En- den parallel abgeschlif- fen und verspiegelt. Mit einer Blitzlichtlampe wird er beleuchtet. Nur das Licht, das im Kristall zwischen den Spiegeln hin und herläuft, ergibt schließlich einen paralle- len intensiven Lichts- trahl, das Laserlicht. verspiegelte Seite halbverspiegelte Seite Blitzlichtlampe Rubinkristall Laserstrahl polierter Aluzylinder 7.1 A LBERT E INSTEIN (1879–1955) war sicher der bedeutendste Physi- ker des 20. Jahrhunderts. Seine wichtigsten Er- kenntnisse zur Natur des Lichts und zur Struktur von Raum und Zeit (Rela- tivitätstheorie) machte er zwischen dem 26. und dem 40. Lebensjahr. Schritt 1: Am Beginn des 20. Jahrhunderts war die Frage „Was ist Licht“ ein zentrales Forschungsthema der Physik. Einsteins Beitrag im Jahr 1905 war die „Erfindung“ der Lichtteilchen, der Photonen. Damit konnte er erklären, wie Licht Elektronen aus Metallen herausschlägt. (Dieser Effekt bildet die Grundlage der Bildentstehung in digitalen Ka­ meras.) Ein Jahrzehnt später dachte Einstein ( 7.1 ) darüber nach, wie Atome Energie aufnehmen können, die sie später als Licht wieder abgeben. Dabei erkannte er, dass es möglich sein müsse, viele Atome in einem gleichzeitigen Lichtblitz strahlen zu lassen. 7 | Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv