Guten Abend, ich freue mich, dass ich Ihnen etwas über die Physik des Lasers erzählen kann heute.

Der Laser wurde vor 50 Jahren von Mayman demonstriert und seitdem ist aus dem Grundlagenexperiment

ein Gerät mit äußerst vielfältigen Anwendungen geworden. Das Wort Laser ist ein künstliches Wort,

eine Abkürzung für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation und wir wollen uns

heute unter anderem mit der Bedeutung dieser einzelnen Wörter beschäftigen. Als nächstes

betrachten wir Licht glühender Körper, also die gewöhnliche Glühlampe zum Beispiel oder auch die

Kerze als den einfachen Fall. Manchmal gibt es Situationen, wo eine Kerze nicht hell genug ist

und man sich überlegt, wie kann man jetzt die Helligkeit steigern und das geht entweder durch

eine zweite Kerze, aber es geht auch durch den Spiegel und zwar genauso gut. Sie sehen hier in

dem Foto auf der linken Seite die Kerze und auf der rechten Seite das Spiegelbild der Kerze,

die Kerze im Spiegelraum und hier ist ein Hindernis und am Hindernis sehen Sie diese

beiden Schatten. Dieser Schatten kommt von der wirklichen Kerze und dieser Schatten von der Kerze

im Spiegelraum und man sieht überhaupt gar keinen Unterschied. Das heißt beide Kerzen haben vollkommen

die gleichen Eigenschaften. Das ist eine praktische Sache, aber manchmal ist es unpassend zum

Beispiel zum Geburtstag, da möchte man doch für jedes Lebensjahr eine eigene Kerze haben, wie

zum Beispiel in diesem Kerzenbrett, was wir lange Zeit in der Familie benutzt haben und am

39. Geburtstag haben wir dann irgendwann festgestellt, dass es so nicht weitergehen

kann. Viele Kerzen machen viel Licht und machen auch viel Wärme. Sie sehen hier, dass die Kerzen sich

gegenseitig angeschmolzen haben, weil so viele Kerzen auf kleinem Raum konzentriert sind und man

kann sich vorstellen, was passiert, wenn man die Kerzen jetzt alle noch dichter macht, dann steht

irgendwann das ganze Brett in Flammen. Das wiederum ist für den Physiker ein günstiger Fall, weil er

sehr einfach zu beschreiben ist. Es ist alles gleichmäßig in Flammen und alles gleichmäßig heiß.

Das kann man noch ein bisschen idealisieren. Man macht in Gedanken da einen Kasten drum und sorgt

dafür, zum Beispiel durch Abwarten, dass sich die Wärme wirklich überall ganz gleichmäßig

verteilt. Dann macht man noch ein kleines Loch rein zum reinschauen und dann nennt man das das

Modell eines schwarzen Strahlers. Der schwarze Strahler heißt so, weil es im täglichen Leben so

etwas ähnliches gibt, das ist der Ofen. Wenn ein Ofen ein kleines Loch hat und der Ofen heiß ist,

dann sieht man die Glühfarben durch dieses Loch und wenn der Ofen kalt ist, sieht man nur ein

schwarzes Loch. Dieses Modell des schwarzen Strahlers ist auch für andere Fälle als für

Öfen gut geeignet, zum Beispiel für Glühlampen, wo man ja ein Metalldraht hat. Ohne jetzt irgendwie

eine Einstülpung gilt dieses Modell des schwarzen Strahlers trotzdem in recht guter Näherung.

Damit können wir uns schon überlegen, wie man eine Glühlampe optimieren kann. Wenn man mehr Licht

haben möchte, kann man nichts weiter tun als eine größere Wendel verwenden, denn die Helligkeit der

Glut ist ja sozusagen im Gleichgewicht gegeben. Wenn ich ein Ofen habe mit einer bestimmten

Temperatur, kann ich die Helligkeit nur erhöhen, indem ich das Loch größer mache. Und so ist es

hier in der Glühwende auch. Sie sehen auf dem rechten Bild einmal eine 400 Watt Lampe aus einem

Tageslichtprojektor an eine 50 Watt Haushaltsglühlampe und Sie sehen ganz deutlich den

Größenunterschied in der Wendel. Umgekehrt gilt dieses Argument natürlich auch, wenn man sehr

kleine Lichtflecke haben will, zum Beispiel im CD-Brenner, ein Mikrometer groß, dann ist die

verfügbare Leistung extrem gering, in diesem Fall theoretisch kleiner als sechs Mikrowatt und das ist

natürlich viel zu wenig, um auf der CD irgendwelche Strukturen zu erzeugen oder auch nur auszulesen.

Die Glühlampe ist also eine Flächenlampe und ähnliche Argumente kann man auch anführen für

zum Beispiel das Xenonlicht im Auto oder andere technische Lichtquellen. Nun gibt es noch eine

weitere Möglichkeit Licht zu erzeugen und das möchte ich Ihnen im Experiment hier einmal

vorführen. Ich habe hier einen Gasbrenner und ein Stäbchen, wo ein Salz draufgebracht ist,

sogenanntes Lithiumchlorid. Wenn ich das hier reinhalte, dann sieht man, dass es leuchtet.

Wenn ich ein bisschen mehr Salz drauf mache, dann sieht man das noch besser.

Wir sehen da so eine rote Farbe.

Wenn ich ein anderes Stäbchen nehme, sehe ich auch eine andere Farbe, da ist nämlich

nicht Lithium drauf, sondern Natrium. Das kennen Sie vielleicht aus dem Chemieunterricht. Das dient