Thermische Laser
 

Hallöle.

Habe mal eine Frage an (vieleicht anwesende) wissenschaftlich begeisterte.
Ein Laserstrahl wird ja in seiner Lichtkraft durch die Atmosphäre beeinträchtigt, anders im freien Raum. Dort könnte er sich wohl theoretisch unendlich weit fortbewegen (falls er nicht auf irgendwas trifft).
Meine Frage ist, ob so etwas auch für eine thermische Wirkung eines Lasers gilt.
Und vor allem, ob man einen Laser unabhängig vom Licht in seiner thermischen Wirkung (z.B. durch benötigte Energie) gezielt begrenzen kann, das die Wirkung z.B. nur 50 Meter beträgt und keinen cm weiter?

MfG

Ein Laserstrahl besteht aus intensivem parallelen Licht einer einzelnen Wellenlänge.
Das Licht bewegt sich solange geradlinig mit Lichtgeschwindigkeit weiter, bis es auf Materie trifft. Die Materie kann nun das Licht durchlassen (z.B. Transparenz von Glas), reflektieren (Spiegel) oder absorbieren. Bei der Absorption geht die Energie des Lichts (der Photonen) auf die Atome der Materie über, was den Körper erwärmt.
Die "thermischen Wirkung" hängt im Wesentlichen von der Energiedichte im Strahl ab - also wieviel Energie pro Sekunde und pro Quadratmillimeter absorbiert wird.

Danke HappyMike34, aber das ist ja genau das, was ich in meiner Frage bereits geschrieben habe.
Also könnte man die thermische Wirkung mit genau dosierter Energie begrenzen?!?

Nur in dem man nach 50 cm einen Körper platziert, der die Lichtenergie in thermische Energie umwandelt.

Wie du vermutlich weißt verbietet der Energieerhaltungssatz das verschwinden oder Erzeugen von Energie. Folglich muss die Lichtenergie nach 50 cm in irgendetwas umgewandelt werden.

Um deine Frage zu beantworten: Nein :)

Man kann die "thermischen Wirkung" insoweit begrenzen dass man den Laser auf einen bestimmten
Punkt fokussiert. Das klappt aufgrund der Eigenschaften von Laserlicht (kommt parallel aus der Quelle,
nur eine Wellenlänge) sehr viel besser als mit 'normalem' Licht. Bei enem typischen Helium-Neon-Laser
kann man den Strahl auf eine Fläche von 0,1 µm² konzentrieren, d.h die gesamte Leistung des Lasers
wirkt praktisch auf einen Punkt. Und diesen Punkt kann man veschieben indem man den Fokus verändert.
So kann man z.B. bei einer Laser-Bestrahlung gezielt an einer Stelle Gewebe wegbrennen ohne das
umliegende zu schädigen.

Das heißt natürlich nicht das wenn man den Fokus auf 50 cm legt der Laserstrahl nach 50 cm plötzlich aufhört. Der weitet sich nach dem Brennpunkt wieder auf. Nur wenn halt was im Brennpunkt steht bekommt es die Energie auf einen Punkt konzentriert ab. Und das kann dann schon in den Bereich von
1000 Terawatt pro Quadratzentimeter gehen (weil die Fläche so klein ist, ist die Leistung hochgerechnet
auf cm² so riesig). Aber sowas wie das Jedi-Laserschwert wo der Strahl nach 1m aufhört gibt es nicht.

Danke. Ja Nee, meine ja auch nicht so ein Unsinn wie das Jedi-Schwert. Weiß auch, das man den Lichtstrahl nicht einfach so begrenzen kann. Mir geht es eben um die thermische Wirkung des Lasers.
Wenn man z.B. einen Laser mit genügend Energie auf ein Ziel, was 50 Meter weit weg ist konzentriert und seine thermische Wirkung dieses Objekt zerstört, hat der Laser dann auch noch die gleiche Wirkung, wenn er in 1 Kilometer Entfernung erneut auf ein Ziel trifft? Also ohne ihn auf das neue Ziel zu fokussieren?
Verliert sich diese Wirkung nicht irgendwann und es bleibt einfach nur Licht übrig?

Das Licht ist die Energie. Genauso wie man jeder Masse nach E = m*c² eine Energie zuordnen kann geht das mit elektromagnetischer Strahlung (Licht) mit E = h*f (f : Frequenz, h : plancksches Wirkungsquantum). Wenn nun der Laser auf ein Ziel trifft wird ein Teil der Lichtenergie in Wärme umgewandelt (das was du thermische Wirkung nennst). D.h. eine gewisse Lichtmenge ist aus dem Strahl verschwunden, er ist entsprechend 'dunkler' (wenn das Ziel überhaupt teilweise transparent ist, also noch irgendwas vom Strahl durchlässt). Dann könnte der Strahl noch ein weiteres Ziel treffen, allerdings mit verminderter Intensität die sich auf eine größere Fläche verteilt weil der Strahl nach dem
Fokus wieder auseinander läuft. Nur Licht übrig bleiben geht nicht weil das Licht die Energie (die Wirkung) ist.

Okay, genau das wollte ich wissen. Danke.

Noch eine Frage. Man kann ja einen Laser nicht nur auf einen Punkt konzentrieren. Wenn man ihn nun, eng genug bündelt (oder fokussiert) und frei lässt, würde seine Wirkung (unabhängig von irgendwelchen Dingen, die sich irgendwo auf seinem Weg ereignen oder befinden, ich setze hier vorraus, es ist nur leerer Raum) könnte er dann in 1 Million LJ noch genau die selbe Energie freisetzten, wie in nur einem Meter Abstand vom Ziel?
Hat ja auch irgendwas mit Energieerhaltungsgesetzen zu tun.
Nur eine Theorie. Stellt euch vor, es herrscht irgendein "Krieg der Sterne" und die Feinde sparen nicht mit Waffengewalt. Einer der z.B. Vernichtungslaser verfehlt sein Ziel und rast durch den Weltraum . . . und 1 Million Jahre später trifft er auf ein Ziel . . .
Gibt es dann . . . ä, "Aua"????

Im Prinzip ja, aber jeder Laser hat eine Divergenz, d.h. der Strahl weitet sich auf, weil eine absolut genaue Parallelität des ausgesendeten Lichtes technisch nicht machbar ist.

Bei [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. Jetzt registrieren...] leuchtet der Laserfleck etwa 70km² aus.

Ehrlich gesagt... das ist kein Unsinn mehr und man kann vielleicht irgendwann ein Laserschwert bauen ;)
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