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Aufgabenstellung:

  1. Ein He-Ne Laser strahlt in der TEM 00 -Mode mit Durchmesser.

    1. Wie groß ist die Strahldivergenz?

    2. Wie groß ist der Strahldurchmesser in Entfernung?

    3. Wie sieht der Strahlverlauf aus?

  2. Wie groß ist die Bestrahlungsstärke (Intensität) in Entfernung:

    1. einer -Glühlampe (Kugelstrahler) mit einer Lichtleistung von

    2. eines -Lasers mit Strahldurchmesser?

  3. In welcher Entfernung erkennt das menschliche Auge gerade noch eine kugelförmig strahlende Lichtquelle ? Sehschwelle Pupillendurchmesser

  4. Ein Laserstrahl mit dem Radius und dem (halben) Divergenzwinkel wird durch eine Linse mit der Brennweite fokussiert.

    1. Beweisen Sie, dass für den Strahlradius im Brennfleck gilt: .

    2. Wie groß ist der Brennfleck eines Laserstrahls von Durchmesser auf der Netzhaut? Brennweite des Auges:

Lösungsweg:

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1. He-Ne Laser

a) Strahldivergenz

b) Strahldurchmesser

1.c) Strahlprofil skizzieren:

Abbildung

2. Bestrahlungsstärke

a) -Glühlampe (Kugelstrahler)

(kugelförmige Abstrahlung, Abstand )

b) -Laser

(Strahlradius in Entfernung)

3. Entfernung 

4. Durch Linse fokussierter Laserstrahl

a) Beweis des Strahlradiuses im Brennfleck

Ein achsenparalleler Strahl wird im Brennpunkt fokussiert. Ein um den Winkel geneigter Strahl wird um verschoben gebündelt:

mit folgt

b) Größe Brennfleck auf der Netzhaut

Lösung: