Laser



Das einst verkannte Multitalent

Nachdem der amerikanische Physiker Theodore Harold Maiman in der Mitte des 20. Jahrhunderts in Kalifornien den ersten Laser entwickelte, hieß es in der Lokalpresse: "Mann aus Los Angeles erfindet Science-Fiction-Todesstrahl". Maiman selbst beschrieb seine Entwicklung damals als "eine Lösung, die ein Problem sucht". So war der Laser über Jahre hinweg zwar ein tolles Spielzeug, aber ansonsten zu nichts zu gebrauchen. Heute ist diese erstaunliche Lichtquelle aus unserem Leben nur schwer wegzudenken. Mit einem Laser lassen sich unter anderem CDs lesen und beschreiben, Tätowierungen entfernen, Operationen durchführen oder sogar schweißen und löten. Kaum ein anderes Gerät hat so vielfältige Einsatzbereiche in der Industrie, Kommunikation, Wissenschaft, Medizin und Unterhaltungselektronik - nur echte Laserschwerter wie in "Star Wars" gibt es noch nicht.

 

 Lasermessung: Messung von Temperatur- und Teilchenverteilung in Strömungen
zum Bild Lasermessung: Messung von Temperatur- und Teilchenverteilung in Strömungen

Von der Lasershow bis zur berührungslosen Abstandsmessung

Nebelschwaden wabern über die Bühne und werden von feinen Lichtstrahlen in kräftigen Farben durchbohrt, die sich heftig zuckend oder geschmeidig im Rhythmus der Musik bewegen. Lasershows sind faszinierend und gehören schon zum Standard auf Popkonzerten oder in Discos. Doch was ist das Besondere an Laserlicht? Wodurch unterscheidet es sich von dem Licht gewöhnlicher Leuchtmittel? Und wie funktioniert eigentlich ein Laser? Auf diese Fragen finden die Nachwuchsforscher im DLR_School_Lab Berlin Antworten, indem sie unter anderem mit einem modernen Farbstofflaser experimentieren und sich dessen Funktionsweise ansehen. Zudem können die Schülerinnen und Schüler herausfinden, welche Eigenschaften Wasser- und Lichtwellen haben und wie sich die Wellen verhalten, wenn sie auf einen Doppelspalt oder ein Gitter treffen. Mit diesem Wissen kann anhand eines einfachen Versuchsaufbaus auch die Wellenlänge des Lasers bestimmt werden.

In der Planetenforschung hat der Laser noch eine besondere Aufgabe: die Abstandsmessung. Beispielsweise wird regelmäßig die Entfernung zwischen der Erde und dem Mond mit Hilfe von Lasern und auf dem Trabanten aufgestellten Reflektoren untersucht. Diese besonderen Spiegel reflektieren das von Observatorien auf unserem Planeten ausgesendete Laserlicht wieder in Richtung lichtempfindlicher Sensoren auf der Erde. Aus der Zeit, die zwischen dem Absenden und dem Empfangen des Lichts vergangen ist, lässt sich der Abstand zwischen den beiden Himmelskörpern millimetergenau bestimmen. Wie das geht, erfahren die Schülerinnen und Schüler im DLR_School_Lab Berlin.

 

 Ein Höhenprofil vom Mars erstellen? Für die Nachwuchsforscher im DLR_School_Lab Berlin kein Problem!
zum Bild Ein Höhenprofil vom Mars erstellen? Für die Nachwuchsforscher im DLR_School_Lab Berlin kein Problem!

Nach dem gleichen Prinzip, nur ohne besondere Reflektoren, untersuchen Wissenschaftler mit Hilfe von Weltraumsonden beispielsweise auch Berge, Krater und Täler anderer Planeten. In diesen Fällen wird das von der Sonde ausgesandte Laserlicht von der Planetenoberfläche selbst reflektiert, bevor es wieder von Sensoren auf der Sonde empfangen wird. So konnten Forscher beispielsweise ein vollständiges Höhenprofil vom Mars erstellen. Doch wie genau haben sie das gemacht? Welche Schritte und Rechenwege müssen beachtet werden, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu bekommen? All das können die Nachwuchsforscher im DLR_School_Lab Berlin an einem originalgetreuen Modell der Marslandschaft ausprobieren, um schließlich ein eigenes Höhenprofil von dem Modell zu erstellen.


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