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Jensen01
Gast
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 Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 10:26 Titel: Leistungsdichtenvergleich Glühbirne vs Laser |
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Meine Frage:
Guten Morgen,
eine  Glühbirne macht eine Lichtleistung von 1W. Wie groß ist die Lichtleistung in  und  Entfernung?
Vergleichen Sie den Wert mit der Leistungsdichte eines 1mW He-Ne-Lasers  mit einem Strahlungsdurchmesser von 
Meine Ideen:
Das ist eine machbare Aufgabe, aber ich kann meine alte Lösung nicht finden.
Ich muss die Leistungen vergleichen, so viel steht fest. Leistung ist Spannung mal Strom, aber wie berechne ich nochmal die Leistung in Bezug auf die Entfernung an?
Und die Leistungsdichte eines Laser ist doch:
Aber irgendwie bekomme ich nicht den Dreh heraus, könnte mir da jemand 'Licht'ins Dunkle werfen?
Danke,
Jens |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 10:43 Titel: |
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Wenn Du die Glühbirne als Kugelstrahler annimmst, verteilt sich ihre Leistung auf die Oberfläche einer gedachten Kugel mit entsprechendem Radius gleichmäßig.
Der Laser dagegen strahlt nicht kugelförmig, sondern (hier angenommen) zylindrisch ab, erzeugt also unabhängig vom Radius einen immer gleich großen Lichtfleck derselben Fläche.
Kommst Du jetzt weiter?
Viele Grüße
Steffen |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 10:51 Titel: |
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Hey,
ja das stimmt, die Glühbirne strahlt, inkohärent d.h. in alle Richtungen polychromatisches Licht. Hingegen strahlt der Laser kohärent monochromatisches Licht, da stimme ich zu.
| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: |
Kommst Du jetzt weiter?
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Naja ist verstehe die Theorie, aber mir ist nicht klar wie ich das jetzt mathematisch lösen soll 
Danke für's Antworten,
Jens |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 10:55 Titel: |
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Wieviel Watt pro Quadratmeter verteilt die Glühbirne im Abstand 0,1m?
Wieviel Watt pro Quadratmeter verteilt die Glühbirne im Abstand 1m?
Wieviel Watt pro Quadratmeter verteilt der Laser? |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 11:26 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | Wieviel Watt pro Quadratmeter verteilt die Glühbirne im Abstand 0,1m?
Wieviel Watt pro Quadratmeter verteilt die Glühbirne im Abstand 1m? |
Irgendwie stehe ich auf dem Schlauch. Ich bekomme es nicht gebacken es formelmäßig auszudrücken. Man muss ja die 1 Watt in Bezug auf einen Abstand von 0,1m berechnen und auf einen Abstand von 1m? Wie stelle ich das denn an, das ist schon peinlich zu fragen 
Mach ich das nicht über den Wirkungsgrad?
Nur wie verrechne ich das mit dem Abstand?
Ich würde sagen, dass im Abstand von 0,1 m halt 0,9W Leistung noch da sind und im Abstand von 1m 0,1W Leistung noch da sind? Das sollte doch linear gehen?
| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: |
Wieviel Watt pro Quadratmeter verteilt der Laser? |
1mW Leistungsdichte macht der He-Ne-Laser. Das könnte ich dann einfach durch Quotientenbildung berechnen, wenn ich oben die Leistungen kenne.
Danke,
Jens |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 11:36 Titel: |
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Stell Dir die Glühbirne in der Mitte einer Hohlkugel mit Radius 0,1 Meter vor. Die leuchtet nun die Kugeloberfläche gleichmäßig aus. Wenn Du die Fläche kennst (und die kennst Du), kannst Du die Watt pro Quadratmeter angeben.
Nun dasselbe für 1 Meter Kugelradius. Wieder in Watt pro Quadratmeter.
Und zum Schluss die Laserleistung bezogen auf die Lichtfleckfläche in Watt pro Quadratmeter. |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 12:09 Titel: |
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Achherrje,
^2} = \frac{7.96W}{m^2})
^2}\frac{79.58mW}{m^2})
Die Leistung einer Glühbirne nimmt mit der Entfernung ab, logisch.
Jetzt der Vergleich:
Einfach jetzt jeweils geteilt durch 1mW rechnen? Die Parameter, also d=0,7mm und die Wellenlänge sind ja dann bei der Berechnung berücksichtigt, wenn gesagt wird der He-Ne-LAser habe eine Leistungsdichte von 1mW?
Thx  ,
Jens |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 12:48 Titel: |
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| Jensen01 hat Folgendes geschrieben: | | Die Parameter, also d=0,7mm und die Wellenlänge sind ja dann bei der Berechnung berücksichtigt, wenn gesagt wird der He-Ne-LAser habe eine Leistungsdichte von 1mW? |
Der Laser hat eine Leistung von 1mW. Und das wird jetzt auf die ausgeleuchtete Fläche bezogen, genau wie bei der Glühbirne. |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 13:07 Titel: |
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Okay somit muss ich auch auf die gleiche Fläche die Leistung beziehen?
^2} = \frac{649.61W}{m^2})
Somit ist es 1,2% und 0,012% der Laserleistungsdichte?
Danke ,
Jens |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 13:30 Titel: |
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Nein.
Der Laser strahlt ja eben nicht kugelförmig und verschwenderisch nach allen Seiten, sein Strahl geht noch nicht mal kegelförmig auseinander, sondern bleibt eben zylindrisch. Das Milliwatt leuchtet also auch keine Kugel mit Durchmesser 0,7 Millimeter von innen aus wie bei der Birne, sondern macht nur einen kleinen runden Lichtfleck an der Wand, auf dem Haus gegenüber, auf dem Mond, wo auch immer, der 0,7 Millimeter Durchmesser hat. Nimm einen Laserpointer und probiers aus.
Also wird dieses Milliwatt vollständig auf diese Fläche, und nur auf diese gestrahlt. Nun berechne die Leistung pro Fläche in Watt pro Quadratmeter. |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 14:08 Titel: |
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Hallo,
stimmt natürlich, da war mein Denkfehler ich muss die Leistung auf die richtige Fläche beziehen.
Eigentlich es dann einfach den Faktor 4 größer.
^2} = \frac{2598.44W}{m^2})
Verglichen mit der Lichtleistung ist das ja ein Witz.
Hoffe das stimmt.
Danke ,
Jens[/quote] |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 14:19 Titel: |
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Ja, jetzt passt alles.
Viele Grüße
Steffen |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 15:12 Titel: |
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Super. Vielen Dank für die Unterstützung
Ich habe noch eine allgemeine Frage bezüglich der Strahlcharakteristik von für das emittierte Licht bei der spontanen Emission. Was ist mit Strahlcharakteristik gemeint? Dass bei der spontanen Emission Licht statistisch in alle Richtungen abgestrahlt wird?
Die Rückkehr eines Elektrons in den Grundzustand ohne äußere Einwirkung beschreibt die spontane Emission. Dabei wird ein Photon emittiert.
Worauf bezieht sich jetzt der Begriff Strahlcharakteristik? Ich denke nur ersteres, oder?
Gruß,
Jens |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jul 2017 16:01 Titel: |
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Hier kann ich Dir leider nicht helfen, das ist mehr was für die Quantenphysiker. Vielleicht erbarmt sich hier jemand anders, ansonsten eröffne dort einen neuen Thread. |
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Jensen01
Gast
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| Jensen01 Verfasst am: 28. Jul 2017 16:09 Titel: |
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Hallo,
schon in Ordnung, man kann ja beides einfach erwähnen, je nachdem wie man Charakteristik definiert, jedenfalls habe ich das Wesentliche genannt.
Danke nochmal für die Hilfe,
schönes Wochende,
Gruß
Jens |
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