Hallo. Grundsätzlich lässt sich Metall mit Laserlicht schneiden. Wenn man einen Glühbirne bündelt müsste es damit doch auch funktionieren?
Falls die Frage kein Ulk sein soll... Laserlicht ist nicht nur gebündelt, sondern auch kohärent.
Der Wirkungsgrad und die Bündelung sind ein Problem. Mit Sonnenlicht und Brennglas oder Parabolspiegel geht das eher.
Geht mit Sonnenlicht problemlos. Geh einfach mal dorthin: https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenw%C3%A4rmekraftwerk#/media/File:Four_solaire_odeillo.jpg
Jo, mit Sonnenlicht kann man sogar Diamanten verdampfen, wie Lavoisier 17 Hundert noch was gezeigt hat. Da ist so ne Laserdiode die reinste Pussy gegen.
Oleg Ayranov schrieb: > Laserlicht ist nicht nur gebündelt, sondern auch kohärent. Was beim Schmelzen von Metallen wohl keine Rolle spielt. Umgekehrt gibt es auch kohärentes Licht, welches nicht mit Lasern erzeugt wird.
Oleg Ayranov schrieb: > Falls die Frage kein Ulk sein soll... > Laserlicht ist nicht nur gebündelt, sondern auch kohärent. Korrekt, Billiarden von Photonen verhalten sich da im absoluten Gleichschritt. Das ist Kommunismus pur. Deswegen ist Laserlicht auch meist rot. Inzwischen gibt es auch eine ökologische Laser(pointer)variante, die ist grün. duck & wech .-)) Harald Wilhelms schrieb: > Umgekehrt gibt es auch kohärentes Licht, welches nicht > mit Lasern erzeugt wird. Das will ich sehen ,-)
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Andrew Taylor schrieb: > Korrekt, Billiarden von Photonen verhalten sich da im absoluten > Gleichschritt. > > Das ist Kommunismus pur. > Deswegen ist Laserlicht auch meist rot. Nicht die Worte von Harrald Lesch klauen :)
Andrew Taylor schrieb: > Das ist Kommunismus pur. > Deswegen ist Laserlicht auch meist rot. Rotes Laserlicht ist inzwischen genauso veraltet wie der Kommunismus. :-) >> Umgekehrt gibt es auch kohärentes Licht, welches nicht >> mit Lasern erzeugt wird. > > Das will ich sehen ,-) https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Flichtinterferometrie
Assemblerer schrieb: > Hallo. Grundsätzlich lässt sich Metall mit Laserlicht schneiden. Wenn > man einen Glühbirne bündelt müsste es damit doch auch funktionieren? Das Glühlicht ist nicht kohärent und läßt sich daher nur sehr begrenzt fokussieren. Selbst wenn du ein 2 kW Glühobst betreibst, würdest du keine ausreichende Energiedichte hinbekommen.
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Das ist durchaus eine ernste, wenn auch theoretische Frage. Wirkungsgrad der Lichtquelle ist kein Hindernis, da 1kw Baustrahler * 1% Wirkungsgrad immernoch 10Watt Lichtleistung ergeben. Ein 10W Laser ist schon Viel. Die Wellenlänge spielt beim Metallschmelzen (verschiedene absorptionsgrade ausgenommen) auch keine Rolle. Das was meiner Meinung nach schwierig ist: Die Fokussierung. Liegt dies nur an der chromatischen abrellation vom fiktiven Linsensystem?
Der Hauptgrund ist wohl eher, dass die Glühlampe ein flächiger Strahler ist, während eine Laserdiode eine punktförmige Lichtquelle ist?! Wäre der Glühdraht winzig klein und trotzdem genauso "hell", dann würde man das wohl auch bündeln können.
> .. verschiedene absorptionsgrade ausgenommen
Gerade darum geht es. Wenn das Metall bei der Wellenlaenge 99.7%
reflektiert, kommen eben nut 0.3% an. Mit 10W muss ich mich nicht mal
mit einer Rasierklinge versuchen.
Standardmateriallaser haben ab 50W, fuer eine Alu Oxid Frontplatte und
Holz. Fuer satt Eisen muss man schon mit mehreren Kilowatt kommen.
Bernhard schrieb: > Wäre der Glühdraht winzig klein und trotzdem genauso "hell", dann würde > man das wohl auch bündeln können. Sog. Bogenlampen wären da wohl eine mögliche Alternative.
Harald Wilhelms schrieb: > Bernhard schrieb: > >> Wäre der Glühdraht winzig klein und trotzdem genauso "hell", dann würde >> man das wohl auch bündeln können. > > Sog. Bogenlampen wären da wohl eine mögliche Alternative. Wenn man den Bogen in der Lampe erträgt, könnte man die Elektroden einfach weglassen und das Metall mit dem bereitstehenden Strom direkt zerschweißen.
Assemblerer schrieb: > Grundsätzlich lässt sich Metall mit Laserlicht schneiden. Wenn > man einen Glühbirne bündelt müsste es damit doch auch funktionieren? Natürlich. Nimm Woods Metall, oder eine andere Legierung, die unter 100°C schmilzt. https://de.wikipedia.org/wiki/Woodsches_Metall
Assemblerer schrieb: > Das was meiner Meinung > nach schwierig ist: Die Fokussierung. Mit einer abbildenden Optik bekommst aus prinzipiellen Gründen keine höhere Energiedichte hin, als die des Glühfadens.
lrep schrieb: > Mit einer abbildenden Optik bekommst aus prinzipiellen Gründen keine > höhere Energiedichte hin, als die des Glühfadens. Die 1000$-Frage ist: Warum?
lrep schrieb: > Assemblerer schrieb: >> Das was meiner Meinung >> nach schwierig ist: Die Fokussierung. > > Mit einer abbildenden Optik bekommst aus prinzipiellen Gründen keine > höhere Energiedichte hin, als die des Glühfadens. So hab ich das auch mal gelernt. Ich würde sogar "prinzipiell" durch "physikalisch" ersetzen. Aber warum klappt das beim Laser?
Beim Laser klappt das auch nur, solange man die punktförmige Quelte (die es bei starken Glühbirnen ja gar nicht gibt). Wenn man das Laserlicht erstmal diffus streut, so wie Licht vom Glühfaden kommt, kannst du es auch nicht zurückbündeln. So wie lange warten kannst, bis sich warmes und kaltes Wasser nach dem Vermischen wieder zufällig trennen...
Klaus Wachtler schrieb: > Beim Laser klappt das auch nur, solange man die punktförmige Quelle hat. ...aber dort ist die Energiedichte doch auch nicht so gross, das Metall schmilzt.
Harald Wilhelms schrieb: > So hab ich das auch mal gelernt. Ich würde sogar "prinzipiell" > durch "physikalisch" ersetzen. Aber warum klappt das beim Laser? Was ich mir denke ist, dass die Photonen des Strahls zwar (auch bei flächigen Lichtquellen) auf einen Punkt fokussiert werden können, aber die Energieabgabe nicht punktuell erfolgt. Das Photon, oder besser gesagt dessen Wirkung, hat einen endlichen Wirkungsquerschnitt, der im Bereich der Wellenlänge liegt. Allerdings ist es verdammt schwierig das "Bild" einer flächigen Lichtquelle auf eine Toleranz im um-Bereich abzubilden (zu fokussieren). Auch, und v.a. wegen des breiten Spektrums (chromatische aberration, wie weiter oben schon genannt). Es ist aber prinzipiell möglich. Kann jemand meine Meinung so bestätigen, oder gibt es Einwände?
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Was ist denn die "Energiedichte eines Glühfadens"? Ich weiß nicht, was das bedeuten soll -- meinst du die Energiestromdichte, also Energiestrom pro Fläche? Die kann man durch Fokussierung durchaus erhöhen. Das einzige was eben nicht geht ist mit einer Glühbirne ein Objekt auf eine höhere Temperatur zu erhitzen als die des Glühfadens, das liegt einfach an der Thermodynamik. Photonen haben keine "Wirkungsquerschnitt". Der Begriff "Wirkungsquerschnitt" ist nur für Prozesse sinnvoll, nicht für Teilchen.
Diodenlaser können keine Metalle schneiden, dazu braucht man mehr Leistung. Die meisten dieser Laser sind dann auch keine Punktquellen mehr, dort ist das Lasermedium ein Zylinder. Häufig für Metallbearbeitung eingesetzt werden CO2 Laser, bei denen ist das Lasermedium CO2.
Selbst bei einer perfekten Abbildung kann man im Fokus keine höhere Temperatur erreichen als die der Glühwendel. Das ist einfach eine Begrenzung der Thermodynamik: Wärme (und das ist das Licht einer thermischen Lichtquelle) fließt halt nur von heiß zu kalt. Über das Stahlungsgesetz ist damit auch die Leistungsdichte begrenzt. Praktisch ist das Limit noch einiges niedriger, denn man fokussiert in der Regel nur von einer Seite, kann auch nicht alle Wellenlängen durch die Linsen bekommen und auch die Emission / Absorbtion ist nicht perfekt. Auch will man ewig auf ein Gleichgewicht warten und hat Verluste durch Wärmeleitung. Für Material mit niedrigem Schmelzpunkt kann es mit der Lampe aber schon reichen. Der Laser ist gerade keine thermische Lichtquelle und kann eine entsprechend höhere Leuchtdichte erreichen. Auch Dioden-laser reichen heute schon erhebliche Leistung. Das reicht auch um Metall in kleinen Dimensionen zu trennen / schweißen.
@Lurchi: Bitte jetzt nicht falsch vetstehen, und das soll jetzt auch keine Bewertung sein, aber irgendwie hört sich das alles an, als wenn jemand um den heißen Brei herumreden würde.
Lurchi schrieb: "Selbst bei einer perfekten Abbildung kann man im Fokus keine höhere Temperatur erreichen als die der Glühwendel." Bräuchte man ja auch nicht... wenn die Wolframwendel 2500°C hat konnte man damit locker die meisten Metalle schmelzen. Das kann also nicht der Grund sein...
Keine tausend Dollar? Nur zwei bis drei - äh - einhalb Sätze. Kein Interesse?
Wenn hier nochmal einer "Birne" sagt, kriegt er ne Heino-CD geschenkt und muss sie anhören - ob er will oder nicht. Was mit dem passiert, der freiwillig Heino anhört, weiss ich noch nicht. Solche entsetzlichen Dinge vermag ich mir nicht mal vorzustellen.
Klaus schrieb: > Wenn hier nochmal einer "Birne" sagt, kriegt er ne Heino-CD geschenkt http://www.laut.de/Inferno/Songs/Birne-Muss-Kanzler-Bleiben-114646
Zu DDR-Zeiten gab es die sog. MMM-Bewegung ("Messe der Meister von
Morgen"), wo Jugendliche Forschungsprojekte zur Verbesserung der
Produktion entwickelten und öffentlich vorstellten (Messegelände in
Leipzig).
Dort habe ich ein Projekt gesehen, an das ich mich erinnere: Man
verwendete Halogenlampen mit Spiegel und Linse, um Kuststoffgehäuse zu
verschweissen ...
Lurchi schrieb: > Selbst bei einer perfekten Abbildung kann man im Fokus keine > höhere Temperatur erreichen als die der Glühwendel. Das ist einfach eine > Begrenzung der Thermodynamik: Wärme (und das ist das Licht einer > thermischen Lichtquelle) fließt halt nur von heiß zu kalt. Über das > Stahlungsgesetz ist damit auch die Leistungsdichte begrenzt. Ist das wirklich so? Wenn ich theoretisch das gesamte Licht einer Glühbirne (ich mag heino) auf eine zweite wolframwendel bündle, diese aber nur halb so groß ist, müsste diese doch wärmer werden? Die Gesetze der Thermodynamik werden dabei doch nicht verletzt, die Entropie des Gesamtsystems sinkt ja trotzdem. Eine Wärmepumpe würde ansonsten ja auch nicht funktionieren.
Ich denke mal das liegt an der Strahlqualität des Laserlichts ansich und dem Strahlparameterprodukt: https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlparameterprodukt Noch dazu geht die Wellenlänge in die maximale Fokusierbarkeit mit rein (CD-IR-Licht grösserer Fokussierpunkt niedrigere Speicherdichte pro Fläche / DVD-Rotes-Licht kleinerer Fokussierpunkt noch grössere Speicherdichte / BluRay,... noch kleiner noch mehr Daten pro Fläche) Eine Glübirne strahlt phasenverschobens Licht aus, wohingegen ein Laser phasengleiche Strahlung abgibt -> Längenkoherenz Gruss Alex B.
Frank Esselbach schrieb: > Dort habe ich ein Projekt gesehen, an das ich mich erinnere: Man > verwendete Halogenlampen mit Spiegel und Linse, um Kuststoffgehäuse zu > verschweissen ... Aber das waren halt mehrere Halogenlampe_N_. Mit einer kann man wie gesagt nur eine begrenzte Dichte erreichen. Das lässt sich aber natürlich multiplizieren, indem man mehrere auf denselben Punkt richtet.
> Mit einer kann man wie gesagt nur eine begrenzte Dichte erreichen. > Das lässt sich aber natürlich multiplizieren, indem man mehrere auf > denselben Punkt richtet. Mag sein, aber im konkreten Fall war es jeweils nur eine Lampe. Ist ja auch ausreichend, zum Verschweissen von Kunststoff benötigt man wahrscheinlich weniger als 300 Grad ...
Klaus Wachtler schrieb: > Mit einer kann man wie gesagt nur eine begrenzte Dichte erreichen. > Das lässt sich aber natürlich multiplizieren, indem man mehrere auf > denselben Punkt richtet. Was das selbe wäre, wenn ich eine Größere Glühbirne nähme, dessen Wolframwendel z.B. die doppelte Länge hätte.
Alex B. schrieb: > Noch dazu geht die Wellenlänge in die maximale Fokusierbarkeit mit rein > (CD-IR-Licht grösserer Fokussierpunkt niedrigere Speicherdichte pro > Fläche / DVD-Rotes-Licht kleinerer Fokussierpunkt noch grössere > Speicherdichte / BluRay,... noch kleiner noch mehr Daten pro Fläche) Das stimmt, ist aber auch kein KO-Kriterium. Der Schnitt würde halt dann fürchterlich hässlich werden. > Eine Glübirne strahlt phasenverschobens Licht aus, wohingegen ein Laser > phasengleiche Strahlung abgibt -> Längenkoherenz Die Frage ist ob sich dann die Photonen überlagern?
Ich denke es sind 4 Faktoren zu beachten: 1.) Das Energie-Potenzial der Energiequelle (Temperatur des Glühfadens) Vergleichbar mit einem Ladegerät das nur 12V Spannung liefern kann. Wenn der Akku ebenfalls schon 12V besitzt kann es keine Energie mehr übertragen. Egal, ob es ein 10Watt- oder 1000Watt-Ladegerät ist... 2.) Die Leistung der Energiequelle oberhalb des aktuellen Temperatur-Potenzials der Zielobjektoberfläche. 3.) Die Möglichkeit die räumlich abgestrahlte Leistung der Quelle auf einen Punkt zu fokussieren und damit den effektiven Energiefluss soweit zu erhöhen, dass der Wärmeabfluss am Zielobjekt mehr als kompensiert ist. 4.) Der Spektralbereich in welchem das Zielobjekt die von der Quelle stammenden Lichquanten in molekulare Gitterschwingungen (thermische Energie) umsetzen kann.
Jan H. schrieb: > Die meisten dieser Laser sind dann auch keine Punktquellen > mehr, dort ist das Lasermedium ein Zylinder. Das Licht tritt aber stirnseitig aus, also doch eine punktförmige Quelle!
aeMKai schrieb: > Das Licht tritt aber stirnseitig aus, also doch eine punktförmige > Quelle! Nein, die Stirnfläche eines Zylinders ist eine Kreisfläche. Ein Punkt hat einen minimalen Radius (theoretisch Null).
Wir hatten in der Schule damals Overheadprojektoren, bei denen man besser nicht den Klappspiegel oben heruntergeklappt hat im Betrieb. Das hat sich nämlich ganz schön erhitzt. Ich kann mich noch erinnern, dass da einer mal herumstand, bei dem der Kopf stark verschmort war. Wenn man vor einem echten Blitz einer Kamera ein Stück Papier hält und auslöst, dann knallt es und es riecht angebrannt (war bei meiner Kompakten zumindest so). Ist kein Glühfaden klar und wenn man jetzt noch einen Rubin und einen halbdurchlässigen Spiegel davor hält... aber lassen wir das ;-) Aber generell sollte es doch so sein, dass Photonen (aus der Lichtquelle) Elektronen (aus dem Metall) herausschlagen (?). Photonen mit mehr Energie (von blauem Licht, UV, ... statt IR, Rot, ...) (niedrigere Wellenlänge) können das halt besser.
Die Wärmeübertragung per Strahlung ist ganz analog zur Wärmeleitung durch die Thermodynamik begrenzt: Es fließt immer mehr Energie von heiß nach kalt als zurück. Entsprechend kann man durch Fokussierung oder auch Filterung nach den Wellenlängen nie eine höhere Temperatur erreichen. Bei idealer Optik könnte man aber immerhin die Temperatur der Lampe erreichen. Der Unterschied beim Laser ist, dass ein viel höhere Leistungsdichte erreicht werden kann. Die Austrittsöffnung beim einfachen HL Laser ist z.B. in der Größenordnung 1 µm². D.h schon 1mW aus der Fläche geben 1 kW/mm³ und damit deutlich mehr als eine 3000°C heiße Fläche abstrahlt.
Lurchi schrieb: > Die Wärmeübertragung per Strahlung ist ganz analog zur Wärmeleitung > durch die Thermodynamik begrenzt: Es fließt immer mehr Energie von heiß > nach kalt als zurück. Entsprechend kann man durch Fokussierung oder auch > Filterung nach den Wellenlängen nie eine höhere Temperatur erreichen. > Bei idealer Optik könnte man aber immerhin die Temperatur der Lampe > erreichen. Da könnte was dran sein: Ich stelle mir grad eine vakuumierte Kugel vor, deren Wände 3000K heiß sind, in der mitte befindet sich ein Stück Materie. Dieses kann sich durch die Wärmestrahlung ja nur bis auf 3000K aufheizen... > Der Unterschied beim Laser ist, dass ein viel höhere Leistungsdichte > erreicht werden kann. Die Austrittsöffnung beim einfachen HL Laser ist > z.B. in der Größenordnung 1 µm². D.h schon 1mW aus der Fläche geben 1 > kW/mm³ und damit deutlich mehr als eine 3000°C heiße Fläche abstrahlt. Elche maximale Themperatur kann man dann aber mit einem Laser erzeugen? Wovon hängt das ab?
Assemblerer schrieb: > Die Gesetze der Thermodynamik werden dabei doch nicht verletzt, die > Entropie des Gesamtsystems sinkt ja trotzdem Du meinst 'steigt'?
Anonymous User schrieb: > Die Frage ist ob sich dann die Photonen überlagern? Das Licht ist da ja ziemlich raffiniert: Mal ist es Welle, mal ist es Korpuskelstrahl, je nachdem, was ihm gerade besser in den Kram passt. :-)
M. M. schrieb: > Elche maximale Themperatur kann man dann aber mit einem Laser erzeugen? > Wovon hängt das ab? Vom zur Messung verwendeten Thermometer.;) Eigentlich kann man das ja nur noch rechnerisch ermitteln. Da steht mal ein Anhaltspunkt. Mit viel Aufwand werden es 20 bis 40 Millionen Kelvin. http://www.pro-physik.de/details/news/5839171/Weiterer_Schritt_auf_dem_Weg_zur_Fusion.html
Nachdem mal wieder alles (nur noch nicht von jedem) gesagt wurde, kann ich ja auch noch meinen Senf dabeitun: Die Lòlung liegt leigentlich (irgenfeas klemmzt hier) schon im Wort Abbilden. Wenn man nun noch die eingebrachte Energiemenge dazunimmt und die Glùhwendel auf eine Zweite, gleichartige Glühwendel >abbildet< wird die eingebrachte Energiemenge im Idealfall auf >zwei< Glühwendel aufgeteilt. Wenn man nun die zweite Glùhwendel durch z.B. eine Metallplatte ersetzt und den Wirkungsgrad mit einbezieht, bleibt nicht viel mehr als ein laues Lüftchen übrig. Assemblerer schrieb: > ich mag heino Wer heino frißt, äh, hòrt, der frißt auch kleine Kinder... - Und außerdem sind mir wegen Dir meine tausend Dollar durch die Lappen gegangen. P.S.: Die ausdclaggebende Eigenschaft eines Lasers ist immernoch die Kohärenz.
Tal Seto schrieb: > Die ausdclaggebende Eigenschaft eines Lasers ist immernoch die Kohärenz. Das aus einem Laser kommende Licht ist zwar m.W. immer kohärent; umgekehrt gibt es aber auch kohärentes Licht, welches nicht aus einem Laser kommt.
Vielleicht ist ja folgendes Lampenexemplar zum Ausprobieren geeignet :-) Osram 64818 Halogen-Studiolampe Lichtstrom Lumen 580000 Leistung Watt 20000 Lebensdauer Std 350 Lichtfarbe Kelvin 3200 Betriebsspannung Volt 230 Sockel G38 Länge mm 550 Durchmesser mm 100
®Harald Wilhelms Kann es sein daß Du Kohärenz mit monochromatisch verwechselst? Aber nichts für ungut - ich muß jetzt erstmal noch was loswerden...
Und überhaupt! Muß ich jetzt gleich tatsächlich wieder das Beispiel aus der Steinzeit der Lasertechnik mit der im Gleichschritt eine Brücke überquerenden Kompanie aus dem Keller holen? ... (---) ... Was ist überhaupt los? Was ist das für eine schleichende ... äh ... Kpmpetenz ... äh ... Erosion? Ist es der saure Regen? Ist es das Internet, die Dummschwätzer, die Staatsangestellten? Oder ist es die so benannte "Führungsriege", die halbvollidioten die in ihrem Leben nichts außer der Maximierung ihrer Persönlichezieleverfolgungsoptimierungsstrategie dazugelernt haben? ... (eee) ... Und was ist das fùr eine scheißlästige Fliege die da die Buchstaben LHC in die Luft malt und ich mir absolut sicher bin daß diese Fliege Riesenhuber heißt??? ... (---) ... Naja, vielleicht hab ich auch bloß wieder die Pillendòschen verwechselt. ... Egal. Ich hau mich jetzt hin.
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Na Toll, jetzt lässt mir das Problem keine Ruhe mehr ;-) Ich hab mir mal folgende Gedanken gemacht: man hat 2 Materiebrocken (A und B), von mir aus Wolfram. Die zwei befinden sich in einem elliptischen Hohlkörper, der ideale Spiegeleigenschaften hat. Ansonsten ist dieser Hohlraum leer. Die Körper A und B befinden sich jeweil in den zwei Brennpunkten. Das heißt jede Abstrahlung von Körper A geht auf Körper B, ohne Verluste. Umgekehrt genauso. Ich hab in der Skizze einfach mal 2 Hohlspiegel eingezeichnet, weil meine Ellipsen sehen immer fubar aus. Angenommen beide Körper sind gleich heiß (bspw. 3000°) und haben eine gleich große Oberfläche. Dann liegt symmetrie vor, beide Körper bestrahlen sich gegenseitig mit der gleichen Leistung. Sie bleiben gleich heiß. Wenn jetzt Körper A eine größere Oberfläche hat (bspw. doppelt so groß ist), so strahlt er auch mehr Leistung ab. Dh. er gibt mehr Leistung ab, als er aufnimmt. Beim Körber B ist es genau umgekehrt. Energie fließt nun von A nach B, solange die Strahlungsleistung nicht ausgeglichen ist. Das heißt die Themperatur von Körper B würde dann leicht ansteigen. Intuitiv hätte ich zuerst gesagt, (wg. Thermodynamik und Entropie usw.) dass beide Körber gleiche Themperatur behalten. WEIß jemand wie der Aufbau sichverhalten würde. Bzw. wenn der obigen Gedangengang nicht stimmt, wie löst man den Widerspruch auf? LG ein verwirrter Mensch ;-)
Tal Seto schrieb: > Kann es sein daß Du Kohärenz mit monochromatisch verwechselst? > Aber nichts für ungut - ich muß jetzt erstmal noch was loswerden... Nein, Kohärenz ist m.W. eine Grundvoraussetzung zum Bau von Interferometern. Monochromie erleichtert zwar dessen Bau, ist aber nicht immer nötig. Da es Interferometer schon wesentlich länger als Laser gibt, braucht man anscheinend deren Vorteile zum Bau von Interferometern nicht, auch wenn diese durchaus vorteilhaft sind.
M. M. schrieb: > der ideale Spiegeleigenschaften hat. Das ist schon mal nicht der Fall, es sei denn, du kühlst den Spiegel auf 0 K. Ist der Spiegel wärmer als 0 K, sendet auch der Spiegel Wärmestrahlung aus — insbesondere wenn der Spiegel ebenfalls 3000° heiß ist und schwarz ist im physikalischen Sinne, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_Strahler D.h. bei 3000° kann man keinen Spiegel "betreiben". > Angenommen beide Körper sind gleich heiß (bspw. 3000°) und haben eine > gleich große Oberfläche. Ok, gehen wir mal von einem idealen Spiegel aus, was effektiv bedeutet, dass er nicht vorhanden ist: Von jedem Punkt der A-Oberfläche aus ist in jede Richtung etwas zu sehen, das ebenfalls 3000° heiß ist, nämlich ein Punkt der Oberfläche von A oder der von B. Dies gilt in jede Richtung, weil der Spiegel die Wärmestrahlung unverändert umlenkt, und weil sich im Raum nichts anderes befindet als A und B (und A und B endliche Größe haben). Ditto ist von jedem B-Punkt aus in jede Richtung etwas zu sehen, das 3000° heiß ist — nämlich ebenso ein Punkt der Oberfläche von A oder der Oberfläche von B. Also behalten A und B ihre Temperatur von 3000° bei. In der Praxis werden sich A und B jedoch abkühlen weil dein Superspiegel einerseits super kalt und andererseits nicht ideal ist, d.h. die Spielgelkühlung wird — wenn sich das thermische Gleichgewicht eingefunden hat — A und B auf die Themperatur des Spiegels abgekühlt haben (bis auf eine kleine Themperaturdifferenz aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit von Spiegel einerseits und A / B andererseits).
Johann L. schrieb: > Von jedem Punkt der A-Oberfläche aus ist in jede Richtung etwas zu > sehen, das ebenfalls 3000° heiß ist, nämlich ein Punkt der Oberfläche > von A oder der von B. Dies gilt in jede Richtung, weil der Spiegel > die Wärmestrahlung unverändert umlenkt, und weil sich im Raum nichts > anderes befindet als A und B (und A und B endliche Größe haben). Und was bedeutet das für die Abgestrahlte Leistung? Ist die dann bei beiden Körpern gleich groß, obwohl sie unterschiedlich große Oberflächen haben?
IMO ist Leistung hier keine besonders hilfreiche Größe, angebracht ist eher die Strahldichte, also abgegebene Leistung pro Flächenelement und Raumwinkel. https://de.wikipedia.org/wiki/Strahldichte#Gesamtstrahldichte_eines_Schwarzen_Strahlers Bei 3000° sind die Körper wie gesagt i.W. schwarz: Ein Stück glühende Kohle hat die gleiche "Farbe" — nämlich die eines Schwarzen Strahlers — wie ein glühendes Stück Silber.
Ob jetzt OT oder OT und wenn ich mich damit jetzt auch in die Nesseln setze, so würde ich Euch doch mal die Eine oder Andere anständige Tüte empfehlen. Ja, ich weiß, da ist Etwas mit versteckten Psychosen. Aber so werden sie irgendwie greifbar.
Johann L. schrieb: > Das ist schon mal nicht der Fall, es sei denn, du kühlst den Spiegel auf > 0 K. Ist der Spiegel wärmer als 0 K, sendet auch der Spiegel > Wärmestrahlung aus — insbesondere wenn der Spiegel ebenfalls 3000° heiß > ist und schwarz ist im physikalischen Sinne, siehe Jah, schon, aber wer modelliert denn Spiegel als schwarze Strahler? Das ist auch grober Unfug. Der Spiegel kann locker auf Raumtemperatur sein, wenn er 99.99% Güte hat, dann wird die thermische Emission um etwa diesen Wert gedämpft. Ist der Spiegel perfekt, ist die Emissivität (und der Absorptionsgrad) null und deshalb ist die Temperatur auch wurscht. Bei Radioteleskopen hat man ja auch Spiegel auf Raumtemperatur und die Systemtemperatur (samt Empfängerrauschen) ist irgendwie 40-50K wenn man in den leeren Weltraum kuckt. Du kannst das sogar ausprobieren, wenn du mit einem Infrarotthermometer unter freiem, unbewölktem Himmel auf eine spiegelnde Metallplatte leuchtest. Das wird ungefähr seinen Minimalwert anzeigen, weil der Himmel im Idealfall eine Temperatur von 3K hat. Natürlich bleiben die beiden 3000K-Brocken auf gleicher Temperatur, es kann nicht einer heißer werden als der andere. Durch die größere Oberfläche gibt der Körper zwar mehr Strahlung ab, nimmt aber auch proportional mehr aus dem Resonator wieder auf. Für Interferometrie-Experimente braucht man i.A. erstmal keine kohärente Strahlung, und auch keine monochromatische. Man kann sogar Intensitätsinterferometrie (also sogar ohne die Phaseninformation zu kennen!) mit Sonnenlicht machen: https://en.wikipedia.org/wiki/Hanbury_Brown_and_Twiss_effect Durch kohärente Strahlung wird's nur besonders einfach. Außerdem ist der Begriff "kohärent" sehr kompliziert und man sollte sich erstmal darauf einigen, was man genau draunter versteht. Ob die Strahlung zum Beispiel monochromatisch sein muss, damit sie kohärent heißt, ist zum Beispiel unklar. In der gängigen Definition von Kohärenz ist das nicht notwendig. Die gängige Definition läuft eher darauf hinaus, dass man sagt "ich kann ein Photon aus dem Lichtfeld entnehmen, ohne dass sich der Zustand des Lichtfelds dadurch ändert".
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Sven B. schrieb: > Natürlich bleiben die beiden 3000K-Brocken auf gleicher Temperatur, es > kann nicht einer heißer werden als der andere. Durch die größere > Oberfläche gibt der Körper zwar mehr Strahlung ab, nimmt aber auch > proportional mehr aus dem Resonator wieder auf. Aha. Und die kommt aus dem "Freie Energie"-Feld. Oder was. Ja ok, vielleicht wird der größere Brocken ja auch kälter. (Ich glaub der Vorzeichengenerator kommt wieder seiner Existenzberechtigung nach)
Der kann nicht kälter werden. Wo soll die Energie hin? Sie kann nicht auf den anderen Brocken übergehen, denn das widerspricht dem 2. Hauptsatz. Ersetzen wir mal den Resonator durch eine innen spiegelnde Hohlkugel, das ist glaube ich das, was die ursprüngliche Frage ohnehin im Sinn hatte, und es ist leichter vorzustellen als mit den beiden gewölbten Spiegeln. Dann sieht jeder der beiden Brocken in jeder Richtung irgendeine Oberfläche mit 3000K. Das ist also genau so, als ob du den Brocken komplett mit einer 3000K-Oberfläche umgibst. Und dann ändert sich nichts.
Nein. Die Korrekte Antwort lautet: Wenn Körper A eine >andere< Oberfläche als Körper B hat und >dadurch< mehr Energie abstrahlt (und empfàngt) als Körper B, dann wird Körper B heißer als Körper A um die empfangene Energie wieder "loswerden" zu können. Nimm mal einen popeligen Widerstand. Du läßt einen Strom hindurchfließen wodurch sich (wie wir alle wissen) seine Temperatur erhöht. Die Energie wird (jetzt mal im Vakuum) komplett wieder abgestrahlt. Um aber eine bestimmte Energie abstrahlen zu können, muß der Widerstand eine entsprechende Temperatur erreichen. Und dafür gibt es (wie wir anscheinend nicht alle wissen) keine theoretische Grenze. Kannst Du mir vielleicht verraten, wo sich da irgendein 2. Haupsatz verkrochen haben soll?
Johann L. schrieb: > IMO ist Leistung hier keine besonders hilfreiche Größe, angebracht ist > eher die Strahldichte, also abgegebene Leistung pro Flächenelement und > Raumwinkel. Ob hier Leistung hilfreich ist oder nicht steht gar nicht zur Debatte. Bei meiner Darstellung ergibt sich ein Wiederspruch und den hätte ich gerne gelöst. Tal Seto schrieb: > Wenn Körper A eine >andere< Oberfläche als Körper B hat und >dadurch< > mehr Energie abstrahlt (und empfàngt) als Körper B, dann wird Körper B > heißer als Körper A um die empfangene Energie wieder "loswerden" zu > können. Das war mein Gedanke. Sven B. schrieb: > Der kann nicht kälter werden. Wo soll die Energie hin? Sie kann nicht > auf den anderen Brocken übergehen, denn das widerspricht dem 2. > Hauptsatz. Und das die Körper die 3000 Grad behalten hätte stattdessen intuitiv auch erwartet. Sven B. schrieb: > Natürlich bleiben die beiden 3000K-Brocken auf gleicher Temperatur, es > kann nicht einer heißer werden als der andere. Durch die größere > Oberfläche gibt der Körper zwar mehr Strahlung ab, nimmt aber auch > proportional mehr aus dem Resonator wieder auf. Du meinst also das man die Oberfläche des Körpers A nicht ideal auf die des Körpers B fokussieren kann? Sprich A strahlt immer einen Teil über den Spiegel wieder auf sich selbst ab?
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Tal Seto schrieb: > Nein. > Die Korrekte Antwort lautet: > Wenn Körper A eine >andere< Oberfläche als Körper B hat und >dadurch< > mehr Energie abstrahlt (und empfàngt) als Körper B, dann wird Körper B > heißer als Körper A um die empfangene Energie wieder "loswerden" zu > können. Tut mir Leid, manche Aussagen sind so offensichtlich falsch, dass es sich gar nicht lohnt im Detail dagegen zu argumentieren. Wenn du zwei Körper mit derselben Temperatur T hast, kannst du nicht ohne Arbeit zu verrichten den einen heißer machen als T. Das wäre ein Perpetuum Mobile zweiter Art, und das existiert nicht. > Du meinst also das man die Oberfläche des Körpers A nicht ideal auf die > des Körpers B fokussieren kann? Sprich A strahlt immer einen Teil über > den Spiegel wieder auf sich selbst ab? Ich denke darauf läuft es in diesem speziellen Versuchsaufbau hinaus, ja. Ich meine, im Endeffekt ist die Temperatur ja eine Eigenschaft, die man einem Strahlungsfeld zuordnen kann. Und bei dem Aufbau mit der spiegelnden Hohlkugel und den heißen Körpern darin füllt sich einfach der gesamte Innenraum gleichmäßig mit einem Strahlungsfeld der Temperatur T=3000K. Wenn man's ganz genau nimmt, werden die Körper im ersten Moment ein klein bisschen kälter, weil ein bisschen der Energie in das Strahlungsfeld übergeht, was dann den Innenraum der Kugel füllt.
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Harald Wilhelms schrieb: > Das aus einem Laser kommende Licht ist zwar m.W. immer kohärent; Aus einem Laser kommenden Licht hat eine Kohärenzlänge. Mindestens bei einem Pulslaser ist die durch die Pulslänge begrenzt.
@Sven B. Der Fachbegriff (den ich dummerweise grade nicht griffbereit hatte) lautet Emissivität oder so ähnlich. @Wolfgang Vetsteh ich nich.
Scheinbar hat der TO am 19.06.die Lust am Thread verloren - aber es ist immer noch trollig :-)
@Mods Hallooo? Ich war mich grad' am unterhalten. Ich weiß nich ob ich den Typ irgendwann nochmal an die Strippe krieg'.
Tal S. schrieb: > Ich war mich grad' am unterhalten. > Ich weiß nich ob ich den Typ irgendwann nochmal an die Strippe krieg'. Hindert Dich irgendjemand daran? Gib Bescheid, ich werde versuchen, Dir zu helfen!! (Bei Bedarf kann ich weitere Ausrufezeichen liefern !)
Tal S. schrieb: > Ich weiß nich, ich weiß nich, aber irgendwo muß sich hier noch eine E-Mail verkrochen haben. Edit: Oder stimmt etwa die Adresse nicht. Äh - völlig unmöglich!
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Tal S. schrieb: > @Sven B. > Der Fachbegriff (den ich dummerweise grade nicht griffbereit hatte) > lautet Emissivität oder so ähnlich. Der Emissionsgrad ist aber gleich dem Absorptionsgrad. Deshalb gleicht sich das wieder aus und nichts ändert sich.
Beim LASER wird ja eine Resonanz erzeugt die immer wieder im Lasermedium reflektiert und dadurch verstärkt wird. Das geht so bei einer normalen "Funzel" nicht. Aber man kann z.B. mehrere Halogen bzw. IR Lampen mit Spiegeln und Linsen bündeln. Dann hat man zwar kein monochromatisches Licht aber man kann die Leistung durchaus auf einen sehr kleinen Bereich bringen. Das geht aber mit Lasermodulen besser da man die z.B. mit Lambda Abständen als Phasechanged Array betreiben kann oder passende Linse dranpackt. Die Frage bei der Glühbirne ist halt ob die Bündelung paßt und das "Ziel" auch schmilzt oder vorher die Birne, Spiegel oder Linse den Geist aufgibt.
klugscheißer schrieb: > Aber man kann z.B. mehrere Halogen bzw. IR Lampen mit Spiegeln und > Linsen bündeln. > Dann hat man zwar kein monochromatisches Licht aber man kann die > Leistung durchaus auf einen sehr kleinen Bereich bringen. Schon, aber es bliebe ja das Problem, daß das Objekt im Brennpunkt immer noch nicht heißer werden kann, als die Glühwendel. Weil, wenn es die gleiche Temperatur hat, strahlt es die gleiche Energie wieder zurück zur Quelle. Neben dem bekannten Problem der nicht an nur einem Punkt entstehenden Wärmestrahlung (lange Glühwendel, und damit auch dem Abbild einer Glühwendel) hätte man noch das Problem, daß man den Fokus kaum so einstellen kann, daß der Lichtpunkt auf z.B. 1cm Tiefe ähnlich schmal ist. Beim Laser ist das kaum ein Problem, weil sich dieses koh. Licht an Linsen irgendwie kaum bricht (warum eigentlich, normales Licht enthält doch auch diese Wellenlängen?)
Sägezahntiger schrieb: > (warum eigentlich, normales Licht enthält > doch auch diese Wellenlängen?) Doch, die Gesetze der Lichtbrechung gelten auch für kohärentes Licht. Wenn das Licht jedoch nicht monochrom ist, werden verschiedene Wellenlängen verschieden stark gebrochen. ( Prisma Effekt ). Wenn die Temperatur im Brennpunkt nicht höher werden kann, als die Temperatur der Glühwendel, dann stelle ich mal eine Frage als Rückschluss. Wenn der Laserstrahl am Werkstück eine Temperatur "x" erzeugt, dann müsste in der Lasereinheit ( Erzeuger, Laserröhre, Diode etc. ) ja auch eine Temperatur herrschen, die sogar etwas höher ist, als die am Werkstück. Das kann nun aber nicht sein. Dann würde eine Laserdiode im Betrieb sofort verdampfen. Die Temperatur am Werkstück kann IMO durchaus höher sein, als in der Glühwendel. Es kommt nur auf die Leistungsdichte im Brennpunkt an. Wenn ich das gesamte Licht einer Fahrradglühlampe auf einen Brennpunkt von 0,0001mm Durchmesser fokussieren könnte, wären dort sicher etliche 1000 Grad. ( gesponnene Theorie, aber schon klar was ich meine...) Denn: Wenn ich das Licht derselben Fahrradlampe auf 0,0000000000001mm focussiere, wäre die Temperatur ja immernoch nicht höher als an der Glühwendel. Da würde sich ja Energie igrendwo in Nichts auflösen. D.h. wenn ich den Brennpunkt verkleinere, dann erhöht sich dort die Leistungsdichte, somit also die Temperatur. P.S.: Man sollte also hier die Lichtleistung ( Amplitudenhöhe ) betrachten.
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Stefan M. schrieb: > Wenn das Licht jedoch nicht monochrom ist, werden verschiedene > Wellenlängen verschieden stark gebrochen. ( Prisma Effekt ). Genau. Vielleicht sollte man es mit LEDs versuchen - deren Spektrum ist recht schmal :-) > Wenn die Temperatur im Brennpunkt nicht höher werden kann, als die > Temperatur der Glühwendel, dann stelle ich mal eine Frage als > Rückschluss. Wer hat das weiter oben eigentlich zuerst behauptet? Das ist falsch. > Die Temperatur am Werkstück kann IMO durchaus höher sein, als in der > Glühwendel. > Es kommt nur auf die Leistungsdichte im Brennpunkt an. So ist es. > Wenn ich das gesamte Licht einer Fahrradglühlampe auf einen Brennpunkt > von 0,0001mm Durchmesser fokussieren könnte, wären dort sicher etliche > 1000 Grad. ( gesponnene Theorie, aber schon klar was ich meine...) Genau. Oder anders: Wenn Du einen Körper, der seine Energie nicht loswerden dann (bspw. durch einen halbdurchlässiger Spiegel), mit einer Infrarotlampe bestrahlst, dann wird dieser irgendwann anfangen, zu glühen. Energie geht nicht verloren. > Denn: Wenn ich das Licht derselben Fahrradlampe auf 0,0000000000001mm > focussiere, wäre die Temperatur ja immernoch nicht höher als an der > Glühwendel. > Da würde sich ja Energie igrendwo in Nichts auflösen. > D.h. wenn ich den Brennpunkt verkleinere, dann erhöht sich dort die > Leistungsdichte, somit also die Temperatur. Exakt. > P.S.: Man sollte also hier die Lichtleistung ( Amplitudenhöhe ) > betrachten. Es ist einfach eine Energiebilanz: Werde ich Energie nicht (schnell genug) los, dann erhitze ich mich immer weiter und beginne, in immer kleineren Wellenlängen zu strahlen.
Stefan M. schrieb: > Wenn das Licht jedoch nicht monochrom ist, werden verschiedene > Wellenlängen verschieden stark gebrochen. ( Prisma Effekt ). So einfach kann die Erklärung aber nicht sein. Sonst würde man weißes Licht ja nie mit einer Linse auf (fast) einen Punkt bündeln können. Blau würde beispielsweise den Fokus bei einem Meter haben, rot nur in 10cm, usw. Also da muss mehr dahinter stecken, evtl. tatsächlich die Kohärenz. Der Unterschied der Brechung ist ja zwischen Laser und normalem Licht ganz enorm. Stefan M. schrieb: > Die Temperatur am Werkstück kann IMO durchaus höher sein, als in der > Glühwendel. > Es kommt nur auf die Leistungsdichte im Brennpunkt an. WIE soll das gehen? Man kann das Ganze ja mal an zwei Stücken Schmiedeeisen klar machen. Beide haben beispielsweise 1000°, und leuchten irgendwo bei "Schmiedessinnloswissensgelb". Das eine Werkstück ist 1m² groß, das Andere nur 1dm². Dazwischen eine riesige Linse mit 100% Wirkungsgrad, Fokus perfekt eingestellt. Wer wird denn dort glauben, daß das kleine Werkstück plötzlich 100x heißer wird? Passiert nicht, weil es genau die gleiche Farbtemperatur hat, wie das große Werkstück. Es besteht gar kein Farbtemperatur-Gefälle zwischen den Objekten, und natürlich auch kein Temperaturgefälle. Interessant wird es erst, wenn man versucht, das kleine Objekt extern abzukühlen. Dann wird darauf eine erstaunliche Energiedichte fokussiert.
Chris D. schrieb: >> Die Temperatur am Werkstück kann IMO durchaus höher sein, als in der >> Glühwendel. >> Es kommt nur auf die Leistungsdichte im Brennpunkt an. > > So ist es. Wie man sich doch irren kann... Muss ganz ehrlich sagen, daß mir das vor diesem Thread auch nicht bekannt war. Aber es ist recht einfach...
Chris D. schrieb: >> Wenn die Temperatur im Brennpunkt nicht höher werden kann, als die >> Temperatur der Glühwendel, dann stelle ich mal eine Frage als >> Rückschluss. > > Wer hat das weiter oben eigentlich zuerst behauptet? Das ist falsch. Das ist richtig! Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik. Das ist eine der wenigen richtigen Sachen, die in diesem Thread gesagt wurden. Ich kann's auch aus Wikipedia zitieren, wenn es dadurch glaubhafter wird: "Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen." https://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik#Zweiter_Hauptsatz >> Die Temperatur am Werkstück kann IMO durchaus höher sein, als in der >> Glühwendel. >> Es kommt nur auf die Leistungsdichte im Brennpunkt an. > So ist es. Nein. >> Denn: Wenn ich das Licht derselben Fahrradlampe auf 0,0000000000001mm >> focussiere, wäre die Temperatur ja immernoch nicht höher als an der >> Glühwendel. >> Da würde sich ja Energie igrendwo in Nichts auflösen. >> D.h. wenn ich den Brennpunkt verkleinere, dann erhöht sich dort die >> Leistungsdichte, somit also die Temperatur. > > Exakt. Nein. Das ist falsch. Das ist genauso falsch wie die Annahme, dass ein Stern oder Objekt heller wird, wenn man es durch ein großes Teleskop betrachtet, und basiert auf dem gleichen Missverständnis. Das Objekt wird nicht heller, es wird nur größer und erscheint dadurch (unter bestimmten Umständen, zum Beispiel im Fall eines Sterns) heller. Genau dasselbe passiert bei Fokussierung von Strahlung durch Linsen auch: den extremsten Fall, den ich erreichen kann, ist, dass man von dem bestrahlten Objekt aus in jeder Richtung auf die Quelle schaut. Dann kommt aus jeder Richtung Strahlung mit der Temperatur der Quelle. Das wird zum Beispiel realisiert durch den "Körper in schwarz strahlender Hohlkugel mit Temperatur T"-Aufbau oben. Schneller kann man das bestrahlte Objekt nicht aufheizen, und es ist auch völlig offensichtlich, dass es nicht heißer wird als die Quelle. Eine weitere Tatsache ist, dass thermische Strahlung keine Intensität im alleinstehenden Sinne hat. Sie hat nur eine Temperatur und einen Raumwinkel, den sie ausfüllt. Der Punkt bei Lasern und Laserdioden ist nun, dass die keine thermische Strahlung emittieren. Das Spektrum sieht völlig anders aus -- es ist sehr sehr schmalbanding. Die Gesamtenergie der emittierten Strahlung ist hier im Gegensatz zu den thermischen Strahlern nicht mit der "Temperatur" verknüpft. Man kann einen Zusammenhang zur Temperatur herstellen, indem man ausrechnet, wie heiß ein schwarzer Körper sein müsste [1], um dieselbe Menge an Energie abzustrahlen; diese Temperatur nennt man Brightness Temperature. Die Brightness Temperature ist die Temperatur, auf die sich ein mit der Quelle bestrahltes Objekt aufheizen würde, indem es sozusagen die einzelne Spektrallinie des Lasers auf eine Planck-Verteilung "verschmiert", dabei die Gesamtenergie aber beibehält. Die Brightness Temperature hat erstmal nichts mit der physikalischen Temperatur im Sender zu tun, und kann deshalb für eine Laserdiode bei Zimmertemperatur problemlos tausende Kelvin betragen. TL;DR: Bei einem Laser kann man durch Erhöhen der Intensität eine höhere Maximaltemperatur des bestrahlten Objekts erreichen. Thermische Strahlung hat keine alleinstehende Intensität, die man ändern kann (auch nicht durch Fokussierung) nur eine Temperatur und einen Raumwinkel, den sie ausfüllt. _________ [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Brightness_temperature
Noch mal ein, zwei kleine Umkehrschlüsse, daß eure Theorie nicht so ganz passt: Wenn man das Licht der Sonne bündelt, dann wird dieser Lichtpunkt zwar sehr heiß, aber niemals heißer als die 5000° der Sonne (alles schon ideal angenommen). Wenn der Fokus heißer werden könnte, würde sich der Leuchtpunkt ja im Nu hart in den UV-Bereich verschieben. Du liebe Güte, man würde ein Mal in so einen Brennpunkt gucken, und das wäre es mit dem Sehpunkt für immer gewesen... Wenn man ein Objekt (ohne Lichtbündelung) in ein perfektes Vakuum legen würde, ohne jegliche Wärmeableitung, nur Ein- und Abstrahlung auf der Vorderseite möglich...dann würde dieses Objekt genau die Temperatur der Sonnenoberfläche erreichen, auch hier auf der Erde. Und zwar egal, ob es schwarz oder weiß ist. Es erreicht diese Temperatur genau dann, wenn seine Farbtemperatur identisch mit der Sonne ist. Daß das real niemals klappen würde, muss nicht besprochen werden...die Theorie wäre aber so.
Stefan M. schrieb: > Wenn ich das gesamte Licht einer Fahrradglühlampe auf einen Brennpunkt > von 0,0001mm Durchmesser fokussieren könnte, wären dort sicher etliche > 1000 Grad. ( gesponnene Theorie, aber schon klar was ich meine...) Kann man das nicht irgendwie experimentell ausprobieren? Andere Frage: Was passiert dann in der Mikrowelle? Oder besseres Beispiel: Bei einem Fusionsreaktor? Da wird doch mit Hilfe von Mikrowellen Assiessen, bzw. Gas erhitzt. Das sind doch auch EM-Wellen. Dort spielt doch auch nur die eingebrachte Leistung (Energie) eine Rolle wie heiß das ganze werden kann. So ein Klystron hat doch keine Themperatur. Bzw. was unterscheidet die Strahlung eines heißen Körpers von Mikrowellen (bis auf die Frequenz). Wenn Leistung eines Lichtstrahls auf ein bestimmtes Objekt einwirkt, steigt die Themperatur bis P(Lichtleistung) = P(abgegebeneWärmeleistungObjekt) ist. Auf der anderen Seite ruft das Gedankenexperiment von M. M. schrieb: > Ich hab mir mal > folgende Gedanken gemacht: man hat 2 Materiebrocken (A und B), von mir... dann einen Wiederspruch hervor: Wenn ein Körper heißer werden würde als der andere, so könnte man ja theoretisch ein Peletierelement zwischen beide bringen und hätte so ein Perpetuummobile. Das kanns ja offensichtlich auch nicht sein.
Sägezahntiger schrieb: > Wenn man ein Objekt (ohne Lichtbündelung) in ein perfektes Vakuum legen > würde, ohne jegliche Wärmeableitung, nur Ein- und Abstrahlung auf der > Vorderseite möglich...dann würde dieses Objekt genau die Temperatur der > Sonnenoberfläche erreichen, auch hier auf der Erde. Und zwar egal, ob es > schwarz oder weiß ist. Es erreicht diese Temperatur genau dann, wenn > seine Farbtemperatur identisch mit der Sonne ist. > Daß das real niemals klappen würde, muss nicht besprochen werden...die > Theorie wäre aber so. Nein, das stimmt nicht. Das Objekt würde die Temperatur erreichen, die dem Mittelwert der Temperatur über den gesamten Raumwinkel über den die Strahlung ein- oder ausfallen kann, entspricht. Diese Temperatur ist nicht so groß, weil der Weltraum neben der Sonne nur ungefähr 2.7K hat.
Anonymous U. schrieb: > Stefan M. schrieb: >> Wenn ich das gesamte Licht einer Fahrradglühlampe auf einen Brennpunkt >> von 0,0001mm Durchmesser fokussieren könnte, wären dort sicher etliche >> 1000 Grad. ( gesponnene Theorie, aber schon klar was ich meine...) > > Kann man das nicht irgendwie experimentell ausprobieren? > > Andere Frage: Was passiert dann in der Mikrowelle? Siehe meine Erläuterungen zur Brightness Temperature oben.
Im Brennpunkt werden es tatsächlich mehr Photonen. Aber es sind noch die gleichen Wellenlängen. Und die bewirken nur bei einer Temperatur X ein Gleichgewicht zwischen Energieaufnahme und Abstrahlung. So kann man es vielleicht einfacher beschreiben.
Sven B. schrieb: > Das Objekt würde die Temperatur erreichen, die > dem Mittelwert der Temperatur über den gesamten Raumwinkel über den die > Strahlung ein- oder ausfallen kann, entspricht. Die Rede ist davon, daß das Objekt keine Thermik hat, und nur in Richtung Sonne zurückstrahlen kann. Dann erreicht es exakt die Temperatur der Sonne. Das dauert hier natürlich einige Zeit...
Sägezahntiger schrieb: > Sven B. schrieb: >> Das Objekt würde die Temperatur erreichen, die >> dem Mittelwert der Temperatur über den gesamten Raumwinkel über den die >> Strahlung ein- oder ausfallen kann, entspricht. > > Die Rede ist davon, daß das Objekt keine Thermik hat, und nur in > Richtung Sonne zurückstrahlen kann. Dann erreicht es exakt die > Temperatur der Sonne. Das dauert hier natürlich einige Zeit... Ok, das heißt du fokussierst die Strahlung so, dass man wenn man von der strahlenden Fläche des Objekts aus kuckt, immer in Richtung Sonne schaut. Dann ist das natürlich richtig. Dann ist das auch auf der Erde nicht besonders realitätsfern dass sich die Temperatur da schnell stark erhöht. Klar, die exakte Temperatur der Sonnenoberfläche wird natürlich nur stationären Fall erreicht, der nie ganz erreicht wird.
Sven B. schrieb: > man wenn man von der > strahlenden Fläche des Objekts aus kuckt, immer in Richtung Sonne > schaut Ja, so ähnlich ist das gemeint. Stell dir eine große Kugel vor, innen perfekte Verspiegelung, perfektes Vakuum. Oben ist ein Loch im Durchmesser des Objekts drin. Also das Objekt "sieht" nichts als die Sonne. Dann wird es (nach 2 Tagen oder so) fast die Sonnentemperatur erreichen. 100%ig würde das aber auch nicht klappen, da Teile des Kugelinneren "neben" die Sonne gucken würden. Damit würde vom Objekt seitlich abgestrahltes Licht die Kugel verlassen. Man müsste die Anordnung also für volle 5000° noch weiter verschärfen, z.B. ein verspiegelter Lichtschacht, oder eine zweite, noch viel größere Kugel mit Sichtfenster... Das passiert im All mit einem normalen Körper natürlich nicht, denn der bekommt die Strahlung ja nur von der Sonne, kann sie aber in alle Richtungen wieder abstrahlen.
Sven B. schrieb: > Der Punkt bei Lasern und Laserdioden ist nun, dass die keine thermische > Strahlung emittieren. Das Spektrum sieht völlig anders aus -- es ist > sehr sehr schmalbanding. Die Gesamtenergie der emittierten Strahlung ist > hier im Gegensatz zu den thermischen Strahlern nicht mit der > "Temperatur" verknüpft. Man kann einen Zusammenhang zur Temperatur > herstellen, indem man ausrechnet, wie heiß ein schwarzer Körper sein > müsste [1], um dieselbe Menge an Energie abzustrahlen; diese Temperatur > nennt man Brightness Temperature. Die Brightness Temperature ist die > Temperatur, auf die sich ein mit der Quelle bestrahltes Objekt aufheizen > würde, indem es sozusagen die einzelne Spektrallinie des Lasers auf eine > Planck-Verteilung "verschmiert", dabei die Gesamtenergie aber beibehält. > Die Brightness Temperature hat erstmal nichts mit der physikalischen > Temperatur im Sender zu tun, und kann deshalb für eine Laserdiode bei > Zimmertemperatur problemlos tausende Kelvin betragen. Aber man könnte doch auch einen Filter vorschalten der eine ebenso schmalbandige Wellenlänge wie ein Laser durchlässt. Wo wäre dann der underschied zwischen den beiden Strahlungen hinsichtlich der theoretische erreichbaren Maximalthemperatur?
Jetzt wäre vielleicht noch interessant, wie das mit dem Laser geht. Der besitzt ja Spiegel, und in entsprechender Güte sind denen bekanntlich auch 5000° egal. Das Licht im Laser selbst hat ja keine Temperatur, nur eine Farbtemperatur. Also ist dort gar nichts zum heiß werden drin...
Sven B. schrieb: > "Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf > einen Körper höherer Temperatur übergehen." Das ist ja auch etwas ganz anderes. Das gilt nur, wenn von aussen keine Energie nachgeschoben wird ( ! ) Ich kann ja auch mit einem Laser, der weit im Infraroten Licht arbeitet eine Stahlplatte schneiden. Und an der Schnittstelle fliegen weißglühende Metallspritzer weg. Die Temperatur ( Farbtemperatur ) an der Schnittstelle ist also wesentlich höher, als die Farbtemperatur des Lasers. Warum: Weil wir jede Menge Energie nachschieben ( kW Laser z.B. )
Ihr seht das eh alle falsch. Er will nicht mit dem Licht schneiden, ich zitiere: "Wenn man einen Glühbirne bündelt " sondern mit der Glühbirne selbst. Mit der Glühbirnenkuppe könnte man unter Zuhilfenahme von ausreichend Explosivstoffen vielleicht sogar eine Art Hohlladungsstrahl erzeugen und so ein Loch in Stahl schneiden - halt nur ein Mal.
Stefan M. schrieb: > Ich kann ja auch mit einem Laser, der weit im Infraroten Licht arbeitet > eine Stahlplatte schneiden. > Und an der Schnittstelle fliegen weißglühende Metallspritzer weg. Da muss man sich wohl mal daran zurückerinnern, wie Laserstrahlschneiden eigentlich (auch) funktioniert. Nicht nur die Leistung ist entscheidend, sondern es gibt auch sowas wie Strahlungsdruck. Vermutlich das Selbe, das auch diese Rädchen in den Glaskugeln am Fenster antreibt, nur ein klein wenig stärker.
Anonymous U. schrieb: > Aber man könnte doch auch einen Filter vorschalten der eine ebenso > schmalbandige Wellenlänge wie ein Laser durchlässt. Wo wäre dann der > underschied zwischen den beiden Strahlungen hinsichtlich der > theoretische erreichbaren Maximalthemperatur? Genau das ist der Kernpunkt: Wenn du der thermischen Quelle den Filter vorschaltest, dann kannst du die Intensität der Strahlung nach dem Filter nur erhöhen, indem du die Temperatur erhöhst. Siehe Planck'sches Strahlungsgesetz, da gibt es keinen anderen Parameter, den du ändern kannst, um mehr Strahlung zu bekommen. Sägezahntiger schrieb: > Jetzt wäre vielleicht noch interessant, wie das mit dem Laser > geht. Der > besitzt ja Spiegel, und in entsprechender Güte sind denen bekanntlich > auch 5000° egal. Das Licht im Laser selbst hat ja keine Temperatur, nur > eine Farbtemperatur. Also ist dort gar nichts zum heiß werden drin... Dem Licht im Resonator kannst du eine Brightness Temperature zuordnen, wenn du willst. Davon abgesehen verstehe ich hier nicht, was unklar ist ... ? ;) Stefan M. schrieb: > Die Temperatur ( Farbtemperatur ) an der Schnittstelle ist also > wesentlich höher, als die Farbtemperatur des Lasers. Farbtemperatur != Helligkeitstemperatur (aka Brightness Temperature). Ersteres schaut auf das Maximum der Strahlung, letzteres auf die Gesamtenergie. Das mit dem "von außen Energie nachschieben" verstehe ich nicht. Wo ist der Zusammenhang?
Weiß leider immer noch nicht, warum sich Laserlicht nur mit so enormen Brechungen bündeln lässt...die Wellenlänge kann es schon mal nicht sein, bliebe eigentlich nur noch die Kohärenz. Aber warum?
Sven B. schrieb: > Dem Licht im Resonator kannst du eine Brightness Temperature zuordnen, > wenn du willst. > Davon abgesehen verstehe ich hier nicht, was unklar ist ... ? ;) Eigentlich nichts mehr. Hatte das nur geschrieben, weil man weiter oben von rauchenden Lasern ausging, sobald man damit Stahl schneidet ;-)
Sägezahntiger schrieb: > Weiß leider immer noch nicht, warum sich Laserlicht nur mit so enormen > Brechungen bündeln lässt...die Wellenlänge kann es schon mal nicht sein, > bliebe eigentlich nur noch die Kohärenz. Aber warum? Laserlicht verhält sich bezüglich Brechung genau wie alle anderen Lichtfelder auch. Wer behauptet gegenteiliges? > Eigentlich nichts mehr. Hatte das nur geschrieben, weil man weiter oben > von rauchenden Lasern ausging, sobald man damit Stahl schneidet ;-) Hihi, ok :)
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Sven B. schrieb: > Das mit dem "von außen Energie nachschieben" verstehe ich nicht. Wo ist > der Zusammenhang? So wie es Chris D. ( Moderator ) schon schrieb: Chris D. schrieb: > Wenn Du einen Körper, der seine Energie nicht loswerden dann (bspw. > durch einen halbdurchlässiger Spiegel), mit einer Infrarotlampe > bestrahlst, dann wird dieser irgendwann anfangen, zu glühen. Energie > geht nicht verloren. Wenn am Werkstück die Energie ( die ich nachschiebe ) nicht schnellgenug abfliessen kann, dann wirds halt immer heißer. Egal welche ( Farb ) Temperatur die Laser / Strahlungsquelle hat. Ich führe dem Werkstück am Brnnpunkt ständig Energie zu. da ist es egal ob das UV, IR, sichtbar oder Röntgenstrahlung ist. solange am Werkstück weniger Energie an die Umgebung abfliesst als ich nachführe, wirds immer heißer...
Sven B. schrieb: > Laserlicht verhält sich bezüglich Brechung genau wie alle anderen > Lichtfelder auch. Wer behauptet gegenteiliges? Mein Laser und eine Linse mit Brennweite von 3cm behaupten Gegenteiliges ;-) Bündele ich damit (nahezu paralleles) Sonnenlicht, liegt der Fokus 3cm hinter der Linse. Bündele ich damit (nahezu paralleles) Laserlicht, liegt der Fokus irgendwo beim Nachbarn...
Stefan M. schrieb: > Ich führe dem Werkstück am Brnnpunkt ständig Energie zu. > da ist es egal ob das UV, IR, sichtbar oder Röntgenstrahlung ist. > > solange am Werkstück weniger Energie an die Umgebung abfliesst als ich > nachführe, wirds immer heißer... Diese Theorie geht aber von der irrigen Annahme aus, dass du die Wärme rein- aber nicht wieder rausfließen lassen kannst. Das stimmt aber nicht. Du kannst nicht Wärme irgendwo "reinschieben". Du kannst nur zwei Systeme aneinander koppeln, und dann kann Wärme in beide Richtungen fließen. Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Maxwellscher_D%C3%A4mon. Oder in anderen Worten: Dein Werkstück strahlt ja auch selber Energie ab, und wird dadurch wieder kälter. Das wird mehr je heißer es wird. Und das Gleichgewicht ist genau da, wo die Temperatur die gleiche ist wie die Brightness Temperature des Heizers.
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Sven B. schrieb: > Genau das ist der Kernpunkt: Wenn du der thermischen Quelle den Filter > vorschaltest, dann kannst du die Intensität der Strahlung nach dem > Filter nur erhöhen, indem du die Temperatur erhöhst. Siehe > Planck'sches Strahlungsgesetz, da gibt es keinen anderen Parameter, den > du ändern kannst, um mehr Strahlung zu bekommen. Aber man könnte doch zwei solcher Strahlen bündeln und hätte die doppelte Intensität?!
Anonymous U. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Genau das ist der Kernpunkt: Wenn du der thermischen Quelle den Filter >> vorschaltest, dann kannst du die Intensität der Strahlung nach dem >> Filter nur erhöhen, indem du die Temperatur erhöhst. Siehe >> Planck'sches Strahlungsgesetz, da gibt es keinen anderen Parameter, den >> du ändern kannst, um mehr Strahlung zu bekommen. > > Aber man könnte doch zwei solcher Strahlen bündeln und hätte die > doppelte Intensität?! Vergiss mal das "bündeln". Stell dir stattdessen vor, du befindest dich auf dem bestrahlten Objekt. Jetzt schaust du in irgendeine Richtung und verfolgst den Weg des Lichtes dahin zurück wo es herkommt, durch welches optische System auch immer du dir ausdenkst. Dann gibt es nur zwei Möglichkeiten: Du landest auf der Quelle, oder daneben. Offensichtlich gibt es kein Linsensystem, sodass du in einer bestimmten Richtung ... zweimal die Quelle siehst, oder zwei Quellen, oder irgend so etwas. Die Vorstellung mit dem "bündeln" ist also -- zumindest in diesem Kontext -- unsinnig. Auch davon abgesehen, präzisiere mal deine Vorstellung von "bündeln". Was man üblicherweise darunter versteht ist, dass sich die beiden Strahlen in einem Brennpunkt überlagern. Und was dann passiert ist genau das Genannte: das Werkstück sieht die Quelle aus zwei Richtungen (die Richtungen aus denen die beiden gebündelten Strahlen kommen) gleichzeitig, statt nur aus einer. Die Intensität aus jeder Richtung bleibt gleich, nur der von der Strahlung gefüllte Raumwinkel wird größer. Deshalb heizt sich das Objekt schneller auf, aber (offensichtlich) immer noch niemals über die Temperatur der Quelle.
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Stefan M. schrieb: > Ich führe dem Werkstück am Brnnpunkt ständig Energie zu. Das mag beim Laser tatsächlich stimmen, bei der Glühlampe wäre es aber eben nicht so, jedenfalls nicht mehr ab einer Werkstücktemperatur gleich der Glühfadentemperatur. Als das Laserschneiden aufkam, wurde das Verfahren so beschrieben, daß das Material nicht geschmolzen, sondern "mechanisch" oder "kinetisch" mitgerissen würde. Heute liest man meist nur davon, daß es schmilzt. Das kann allgemeine Verdummung sein, oder auch richtig, keine Ahnung...
Sven B. schrieb: > Oder in anderen Worten: Dein Werkstück strahlt ja auch selber Energie > ab, und wird dadurch wieder kälter. Das wird mehr je heißer es wird. Und > das Gleichgewicht ist genau da, wo die Temperatur die gleiche ist wie > die Brightness Temperature des Heizers. Das Werkstück strahlt mehr Energie ab, je heißer es wird, richtig. Bis zu einem Gleichgewichtspunkt. Richtig. Definiere nochmal die "brighness temperature". Ich kenne nur Leistung und Farbtemperatur. Wenn ich einen IR Laser mit z.B. 500W abgegebener Leistung nehme und damit das besagte Werkstück gut schmilzt ( z.B. 1500°C ) dann bleibt es bei den 1500°C wenn da der Gleichgewichtspunkt zufällig ist. Erhöhe ich die abgegebene Leistung des Lasers nun ( Wellenlänge IR bleibt gleich ) dann wird das Werkstück auch gerne 2000°C oder wiviel auch immer heiß. Warum sollte das nicht so sein. Wenn mein Laser 10 MW in den Brennpunkt schickt wird alles zu Plasma und das Werkstück ist verdampft. Das alles hat nichts mit der Wellenlänge ( Farbtemperatur ) des Lasers zu tun.
Sägezahntiger schrieb: > Stefan M. schrieb: >> Ich führe dem Werkstück am Brnnpunkt ständig Energie zu. > > Das mag beim Laser tatsächlich stimmen, bei der Glühlampe wäre es aber > eben nicht so, jedenfalls nicht mehr ab einer Werkstücktemperatur gleich > der Glühfadentemperatur. Den Laser kannst du direkt ersetzen durch eine Glühlampe mit Temperatur gleich der Brightness Temperature des Lasers, dann passiert genau dasselbe. Nochmal zum "bündeln": soweit ich das überblicke, gibt es keine Möglichkeit, zwei Strahlen aus unterschiedlichen Quellen zu "bündeln" in dem Sinne, dass die sich danach in dieselbe Richtung ausbreiten. Man kann sie nur in einem Punkt kreuzen, und dann schlägt genau die Erklärung mit dem Raumwinkel zu.
Stefan M. schrieb: > Definiere nochmal die "brighness temperature". "Temperatur, die ein schwarzer Körper haben müsste, damit er über alle Wellenlängen betrachtet genausoviel Energie abstrahlt wie die andere Quelle" Nein, hat nichts mit der Farbtemperatur zu tun. Ähnliches Wort, aber bedeutet was anderes. > Wenn ich einen IR Laser mit z.B. 500W abgegebener Leistung nehme und > damit das besagte Werkstück gut schmilzt ( z.B. 1500°C ) dann bleibt es > bei den 1500°C wenn da der Gleichgewichtspunkt zufällig ist. Ich hab's jetzt nicht ausgerechnet, aber ein Laser mit dieser Leistung hat sicherlich eine Brightness Temperature von vielen zehn- oder sogar hunderttausend tausend Kelvin. Deshalb tritt der Gleichgewichtseffekt da auch nicht so schnell auf. Und: Mit steigender Laserleistung geht die Brightness Temperature auch nach oben. Also besteht da glaube ich kein Widerspruch zu deinem Weltbild, es ist nur eine andere Betrachtungsweise.
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Ich glaube, wir müssen hier evtl. zwischen Farbtemperatur und Wellenlänge differenzieren. Z.B. weißes Licht enthält ja auch IR-Strahlung. Bei Licht aus einer sehr heißen Quelle nimmt zwar der Blauanteil drastisch zu, aber sicherlich auch der Rotanteil. Gibt es dabei einen Umkehrschluss, daß z.B. sehr starkes, rotes Laserlicht eigentlich ein "Teil" eines extrem hochtemperaturigen weißen Lichts ist?
Sven B. schrieb: > Ich hab's jetzt nicht ausgerechnet, aber ein Laser mit dieser Leistung > hat sicherlich eine Brightness Temperatur von vielen zehntausend Kelvin. Ok, damit habe ich mich wohl noch nicht beschäftigt. Das wäre dann ja ok, denn es ist dann ein ( anderer ) Ausdruck für eine Leistung über das gesamte Spektrum.
Sägezahntiger schrieb: > Ich glaube, wir müssen hier evtl. zwischen Farbtemperatur und > Wellenlänge differenzieren. Z.B. weißes Licht enthält ja auch > IR-Strahlung. > Bei Licht aus einer sehr heißen Quelle nimmt zwar der Blauanteil > drastisch zu, aber sicherlich auch der Rotanteil. Gibt es dabei einen > Umkehrschluss, daß z.B. sehr starkes, rotes Laserlicht eigentlich ein > "Teil" eines extrem hochtemperaturigen weißen Lichts ist? Wird die Quelle heißer, so nimmt immer die Intensität bei allen Wellenlängen zu, das ist korrekt. Das Maximum verschiebt sich zwar, aber es nimmt trotzdem immer alles zu. Wie hoch die "Temperatur" des Laserlichts ist, hängt nur von der enthaltenen Gesamtenergie ab, nicht von der Wellenlänge. Stefan M. schrieb: > Ok, damit habe ich mich wohl noch nicht beschäftigt. > Das wäre dann ja ok, denn es ist dann ein ( anderer ) Ausdruck für eine > Leistung über das gesamte Spektrum. Ja, so ist es. Sorry, das hätte ich vielleicht klarer formulieren können. Ich finde den Ausdruck nur sehr intuitiv, da man sofort sieht, dass dieses Strahlungs-Gleichgewichts-Gesetz für alle Quellen gilt, und man sich da nicht mit nicht-thermischen Quellen irgendwie drum herummogeln kann. Es sieht nur oft so aus, weil die nicht-thermischen Quellen sehr hohe Helligkeitstemperaturen haben.
Sven B. schrieb: > Wie hoch die "Temperatur" des Laserlichts ist, hängt nur von der > enthaltenen Gesamtenergie ab, nicht von der Wellenlänge. Wenn es so ist, hätten wir es ja. Der Unterschied liegt wahrscheinlich wirklich zwischen Farbtemperatur und dieser brightness temperature. Letzteres müsste dann das sein, was man am besten vom glühenden Stahl her kennt. Und solange welche Lichtquelle auch immer davon genügend Temperatur/Helligkeit abstrahlt, kann sie ein Material bearbeiten, das bei dieser Temperatur schmilzt. Nur mit meiner "Laser-/Normallicht-Brechungs-Diskrepanz" habe ich wohl weiterhin die A-Karte, richtig? ;-) Kennt das hier echt niemand? Eben nochmal getestet, der Laser durchläuft die Linse fast völlig teilnahmslos...
Sven B. schrieb: > Nochmal zum "bündeln": soweit ich das überblicke, gibt es keine > Möglichkeit, zwei Strahlen aus unterschiedlichen Quellen zu "bündeln" in > dem Sinne, dass die sich danach in dieselbe Richtung ausbreiten. Man > kann sie nur in einem Punkt kreuzen, und dann schlägt genau die > Erklärung mit dem Raumwinkel zu. Langsam kapier ich's. Bündeln, so das sich aus mehreren Strahlen ein neuer Strahl mit einer höheren Intensität (sprich höheren Amplitude) geht nicht. Das ist verständlich. Beim Laser ist hat erstens die Quelle keinen Ursprung durch die brownsche Bewegung, also ist die Intensität nicht von einer Themperatur abhängig. Und zum zweiten ist das Licht koharent, was im Laser eine Überlagerung, also Intensitätssteigerung, erlaubt. Wo ich noch Kopfweh habe: Was bedeutet eigentlich Intensität eines Lichtstrahls? Photonen pro Zeit pro Querschnittsfläche? Zum zweiten Teil der Erklärung gehört, dass die Strahlungsenergie, die ein Körper aufnehmen kann, begrenzt ist. Was passiert mit dieser? Wird die dann einfach diffus wieder abgestrahlt?
Sägezahntiger schrieb: > der Laser durchläuft die Linse fast völlig > teilnahmslos... Kannst du das irgendwie zeigen / belegen? Wenn du einen Laser ( Laserpointer ) nimmst, und durch eine Leselupe schickst, wirst du nicht viel aufregendes sehen, denn der Laser ist ja bereits ein dünnes paralleles Strahlenbündel. Aber nur, weil der Laserpointer bereits eine Kollimatoroptik vor der Laserdiode eingebaut hat. Wenn du den Laserstrahl mal am Rand der Linse einfallen lässt, wird er nach innen abgelenkt, dahin wo der Brennpunkt der Linse ist. Laser ist normales Licht.
paralleles Laserlicht lässt sich auf einen Punkt fokussieren, auch wenn die Quelle eine größere Fläche hat. Bei einem thermischen Strahler geht das nicht, der kann nur auf einen Punkt fokussiert werden, wenn auch die Quelle punktförmig ist. Die abgestrahlte Energie lässt sich aber bei gegebener Temperatur nur vergrößern, indem man die Fläche vergrößert.
Sägezahntiger schrieb: > Nur mit meiner "Laser-/Normallicht-Brechungs-Diskrepanz" habe ich wohl > weiterhin die A-Karte, richtig? ;-) Kennt das hier echt niemand? Eben > nochmal getestet, der Laser durchläuft die Linse fast völlig > teilnahmslos... Dann machst du es falsch. Laserlicht wird genau so gebrochen wie normales Licht. Anonymous U. schrieb: > Wo ich noch Kopfweh habe: Was bedeutet eigentlich Intensität eines > Lichtstrahls? Photonen pro Zeit pro Querschnittsfläche? Ja, aber noch gewichtet mit der Photonenenergie. Es geht um die Gesamtenergie die pro Zeit auf eine Fläche trifft. > Zum zweiten Teil der Erklärung gehört, dass die Strahlungsenergie, die > ein Körper aufnehmen kann, begrenzt ist. Was passiert mit dieser? Wird > die dann einfach diffus wieder abgestrahlt? Ja, im stationären Zustand (= nix wird mehr heißer) besteht ein Strahlungsgleichgewicht. Earl S. schrieb: > paralleles Laserlicht lässt sich auf einen Punkt fokussieren, auch > wenn > die Quelle eine größere Fläche hat. Bei einem thermischen Strahler geht > das nicht, der kann nur auf einen Punkt fokussiert werden, wenn auch die > Quelle punktförmig ist. Naja, zumindest für den Grenzfall weit entfernter thermischer Strahler gilt das nicht.
Sven B. schrieb: > Earl S. schrieb: >> paralleles Laserlicht lässt sich auf einen Punkt fokussieren, auch >> wenn >> die Quelle eine größere Fläche hat. Bei einem thermischen Strahler geht >> das nicht, der kann nur auf einen Punkt fokussiert werden, wenn auch die >> Quelle punktförmig ist. > > Naja, zumindest für den Grenzfall weit entfernter thermischer Strahler > gilt das nicht. Wenn du es so genau nimmst, stimmt meine Aussage auch für den Laser nicht. Die Mindestgröße des Fokussierungspunktes wird durch die Wellenlänge des Lichtes bestimmt. Das gilt für Laser und anderes Licht. Wäre also das Abbild der Quelle kleiner als die Wellenlänge des Lichts oder kleiner als es die Qualität der Optik erlaubt, ändert sich nur die Intensität, nicht die Größe. bei dem hier diskutierten Thema unheimlich wichtig...
Jan H. schrieb: > Diodenlaser können keine Metalle schneiden, dazu braucht man mehr > Leistung. Da hat sich die Technik in den letzten Jahren doch weiterentwickelt: http://www.laserline.de/Diodenlaser-Schneiden-Metall.html
Earl S. schrieb: > Die Mindestgröße des Fokussierungspunktes wird durch die > Wellenlänge des Lichtes bestimmt. Das gilt für Laser und anderes Licht. Das ist aber ein Effekt aus der Quantenmechanik, was ein anderes Regime ist als das in dem wir bisher diskutiert haben. Der andere Einwand gilt auch für reine geometrische Optik. Außerdem bin ich mit Aussagen zu dem Thema sehr vorsichtig geworden, seitdem ich in der Vergangenheit wiederholt überrascht war, was man da alles tricksen kann (Lichtmikroskopie mit Auflösung deutlich besser als die Wellenlänge etc).
Sven B. schrieb: > Lichtmikroskopie mit Auflösung deutlich besser als die Wellenlänge etc. Das gilt (nur) im Nahfeld, ditto für Elektronenbeugung. Oder hab ich da was falsch verstanden?
Johann L. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Lichtmikroskopie mit Auflösung deutlich besser als die Wellenlänge etc. > > Das gilt (nur) im Nahfeld, ditto für Elektronenbeugung. Oder hab ich da > was falsch verstanden? Es gibt nach meinem Verständnis auch auch Techniken, die nicht im Nahfeld arbeiten: https://en.wikipedia.org/wiki/Super-resolution_microscopy#True_super-resolution_techniques
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