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Nachweis von Laserlicht mit einer Photozelle
 
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macky



Anmeldungsdatum: 05.05.2007
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Beitrag macky Verfasst am: 24. Nov 2008 18:41    Titel: Nachweis von Laserlicht mit einer Photozelle Antworten mit Zitat

Hi,
wir haben in Physik gerade diese Aufgabe bekommen

Eine empfindliche Photozelle spricht gerade noch an, wenn 5 Photonen pro Sekunde auf ihre 1cm² große Fläche fallen.
In welcher Entfernung ist das Laserlicht gerade noch nachweisbar?

Angaben:
Lichtleistung des Lasers : 1W
lambda = 600 nm
Austrittsfernster des Lasers hat 8 mm Durchmesser
Öffnungswinkel 0,01°

Allerdings komme ich hier nicht so richtig weiter.
Ich habe mir überlegt, dass die Energie, die da sein muss um das Licht nachzuweisen



Allerdings weiß ich jetzt nicht so genau wie ich den Abstand noch mit ins Spiel bringen soll.
Wär super wenn mir jemand helfen könnte smile
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 25. Nov 2008 01:28    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du dir da am besten mal zuerst eine Skizze machen, die den Laserstrahl samt seinem Öffnungswinkel zeigt? Welche Querschnittsfläche hat der Laserstrahl direkt am Laser? Und welche Querschnittsfläche hat der Laserstrahl gemäß so einer Skizze in einer bestimmten Entfernung vom Laser?
macky



Anmeldungsdatum: 05.05.2007
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Beitrag macky Verfasst am: 25. Nov 2008 17:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
ich hab mir mal eine Skizze gemalt, die sieht doch im Prinzip wie eine Strahlensatzfigur aus oder?
Allerdings finde ich den Querschnitt des Strahls direktam Laser ein bisschen schwierig, denn Wenn er das ganze Austrittsfenster, also die 8 mm ausfüllen würde, müsste nach meiner Rechnung bei einem Öffnungswinkel von nur 0,01° die Quelle ca. 45 m von diesem Fenster entfernt sein.




Aber wenn man den Querschnitt direkt am Austritt wüsste, müsste man doch eigentlich auch mit dem Strahlensatz auf den Querschnitt in einer Entfernung x kommen können.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 25. Nov 2008 19:02    Titel: Antworten mit Zitat

macky hat Folgendes geschrieben:
Hi,
ich hab mir mal eine Skizze gemalt, die sieht doch im Prinzip wie eine Strahlensatzfigur aus oder?

Einverstanden smile

Zitat:

Wenn er das ganze Austrittsfenster, also die 8 mm ausfüllen würde, müsste nach meiner Rechnung bei einem Öffnungswinkel von nur 0,01° die Quelle ca. 45 m von diesem Fenster entfernt sein.

Nur wenn die Quelle punktförmig wäre.

Ich würde in dieser Aufgabe also davon ausgehen, dass der Strahl das ganze Austrittsfenster ausfüllt.
macky



Anmeldungsdatum: 05.05.2007
Beiträge: 64
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Beitrag macky Verfasst am: 25. Nov 2008 21:11    Titel: Antworten mit Zitat

Aber wo genau ist dann der Öffnungswinkel? Sind das dann vom oberen Rand aus 0,005° und vom unteren Rand auch?

Wenn ja könnte man dann vllt mit dem Tangens weitermachen.
x ist bei mir jetzt der Querschnitt und d der Abstand vom Austrittsfenster+
Ich hab mal versucht meine Skizze dranzuhängen, ich weiß aber nicht genau ob das so funktioniert hat.





Über

kann man ausrechnen, wie viele Photonen pro Sekunde aus dem Laser kommen, das sind nach meiner Rechnung ca.
Diese Photonen verteilen sich dann auf die gesamte Fläche des Laserstrahls, die ja immer größer wird.

Die Fläche im Abstand der Länge d wäre dann glaube ich

Auf diese Fläche müssen sich die Photonen aufteilen, das hieße, dass



soo das sind jetzt ziemlich viele Überlegungen.. Ich bin mir auch nicht so sicher ob das alles so stimmt. Bevor ich weiterrechne wäre es super wenn du das noch mal ein bisschen überprüfen könntest smile



skizze.jpg
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skizze.jpg


dermarkus
Administrator


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Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 25. Nov 2008 21:35    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden smile

Achte nur in

macky hat Folgendes geschrieben:






darauf, dass du die Einheit des Winkels (°) mit dazuschreibst, damit man es nicht mit einem Winkel in rad verwechseln kann (wenn man die Einheit des Winkels weglässt, dann meint man üblicherweise Winkel in rad und nicht in °).

Und darauf, dass du den Faktor 2, um den eine dieser beiden Gleichungen an einer Stelle danebenliegt (die andere der beiden Gleichungen ist hingegen richtig) noch korrigierst.
macky



Anmeldungsdatum: 05.05.2007
Beiträge: 64
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Beitrag macky Verfasst am: 26. Nov 2008 17:57    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, die 4 mm passen nicht ganz, da hab ich mich irgendwie vertan. Aber ich hab es jetzt ausgerechnet bekommen.
Dankeschön smilesmilesmile
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