Laserlys

En laser-robot skærer 5 cm stålplader! | Hvad adskiller laserlys fra almindeligt lys? | Hvad kan laserlys bruges til? | Hvordan "laves" laserlys?  

Nemme eksperimenter med laser-lys:  4398  4498  4598  1300

Laserlys er et spændende fænomen, og det er omgærdet af mystik og fantasier. I science fiction-historier og -film myldrer det med laservåben og "dødsstråler", men faktisk bruges laserlys dagligt til masser af "uskyldige" formål: Ved supermarkedets kasser scannes stregkoder ind med en "laserpistol", små laserlommelygter bruges som pegepind i forbindelse med foredrag, CD-afspilleren "læser musikken" på CD'en, og CD'en blev i sin tid lavet ved hjælp af laserlys, håndværkeren bruger et laserlys-waterpas osv.osv.

En laser-robot skærer 5 cm stålplader!


Denne kæmpe-lasers stråle kan skære gennem 5 cm stålplader! Strålen er naturligvis farlig at blive ramt af, så den er spærret godt inde. Du kan se den som en violet stribe en cm under teksten SINAR. Den fortsætter gennem det sort-og gulstribede rør til højre i billedet. 

Du kan se laserkanonen i baggrunden, og i forgrunden er den maskine, der styrer de stålplader, der skal skæres i - alt foregår automatisk fra computeren på skrivebordet til de færdige stål-emner ligger på samlebåndet.

 

Ved A ser du laser-skærehovedet skære i ca. en cm tykke stålplader. 

De færdige stål-emner på en træpalle.


Hvad adskiller laserlys fra almindeligt lys?
Laserlys

bullet

består af én farve (én bølgelængde) lys - det er monokromatisk

bullet

er meget koncentreret, dvs. det indeholder meget energi på et lille område

bullet

spredes meget lidt, selv over store afstande

bullet

består af lysbølger, der er i fase - lysbølgerne "følges ad" eller "hænger sammen".

Laserlys er ellers regulært lys: Det tilbagekastes, brydes, laver interferens og opfører sig i øvrigt som "normalt" lys - det er blot foton-udsendelse sat i system.
Det forekommer ikke i naturen, ingen naturlige lyskilder afsender lysbølgerne (eller fotonerne) så systematisk og præcist, at der kommer laserlys ud af det. Det kræver præcise beregninger og konstruktioner at "systematisere" lyset.

Hvad kan laserlys bruges til?
I den almindelige hverdag anvendes laserlys til bl.a.

bullet

stregkodelæsere ved kasseapparater og biblioteksskranker

bullet

CD-afspillere og CD-brændere

bullet

printere

bullet

"pegepind" (indimellem højeste mode blandt skoleelever)

bullet

fartkontrol

bullet

opmåling ved opretning af bil-karosserier

bullet

udmåling og styring af maskiner i forbindelse med planering af fx byggegrunde og sportsanlæg.

Til kommunikation udnytter man det, at laserlys kan sendes over store afstande i det ydre rum eller gennem lyslederkabler uden at miste ret meget "signalstyrke".
Laserlys kan fx overføre 1000 gange så mange tv-kanaler, som de mikrobølger, man ellers anvender i forbindelse med satellit-transmission.
På tilsvarende måde kan telefon- og computerkommunikation forbedres med laserlysledere - både kvalitetsmæssigt ("støj") og mængdemæssigt.
Laserlys hjælper os også til at gemme information på en koncentreret form på CDere, CDrommer, videodisks eller som hologrammer (tredimensionale billeder).

I industrien bruger man laserlys til fx at

bullet

skære (tykke) stålplader præcist og rent

bullet

bore nøjagtige huller (fx i diamant!)

bullet

forme og tilpasse maskinværktøjer

bullet

afbalancere roterende emner (genstande)

 

På laboratorier - også i skolens fysiklokale - bliver mange eksperimenter med lys meget nemmere at lave, når man bruger laserlys.
Man kan bl.a. bedre

bullet

studere lyset brydning og andre optiske fænomener med en tynd stråle lys af én veldefineret farve

bullet

måle lysets hastighed, fordi det kan sendes langt som et tyndt bundt

bullet

sende laserlys gennem lyslederkabler

bullet

vise kommunikation via lys 

Desuden anvendes laserlys til mange specielle formål i forbindelse med forskning.

På hospitaler bruger man laserlys til at skære og brænde væv. Den tynde og koncentrede laserstråle kan arbejde præcist og lynhurtigt, så man undgår at skade omkringliggende væv under operationer. Det bruges til at svejse nethinder fast, bore huller i kranier, svejse blodkar sammen og meget andet.

I militæret har man i USA forsket meget i laserforsvarssystemer, der havde til formål at ramme og tilintetgøre fjendtlige raketter, fly og satellitter. Et storstilet program, iværksat af præsident Ronald Reagan i 1983, er dog skrinlagt, først og fremmest af økonomiske grunde.

Hvordan "laves" laserlys?
Skal vi bruge et simpelt billede for bedre at forstå, hvad forskellen på almindeligt lys og laserlys er, kan vi forestille os en stor flok soldater, der skal på march. 
Soldaterne svarer til fotoner.
Under marchen går de i rækker, i takt, i samme retning og tager lige lange skridt - kort sagt en velordnet flok, der stiler derudad. 
Laserlys!
Når marchen er slut, får de fri og farer tilfældigt i alle retninger med små og store skridt. 
Almindeligt lys!
Som alle billeder må også dette tages med forbehold, især på ét vigtigt område: Alt lys, også laser, har samme hastighed i et bestemt stof, det har soldaterne nok ikke, når de får fri.

Naturligt lys fra solen eller en glødende genstand er, som vi tidligere har set, en blanding af farver, dvs. lys af forskellige bølgelængder, og lysbølgerne vælter af sted hulter til bulter i alle retninger.

I laseren hersker derimod en tilstand, hvor en foton med en bestemt energi (en bestemt bølgelængde) sætter en lavine i gang, så flere fotoner af nøjagtig samme slags, i samme retning og i fase farer frem og tilbage mellem to spejle (S1 og S2) og igen udløser ny fotoner. Det ene spejl (S2) lader lidt af lyset passere (ca. 1 %) - det lys, der slipper igennem udgør laserstrålen.

Laserrøret er en slags lysstofrør med et sølvspejl i hver ende.
I den ene ende er sølvlaget så tyndt, at en lille del af fotonerne
smutter igennem og danner laserstrålen

Den type laser, de fleste skoler har, er en såkaldt helium-neon-laser, som meget forenklet er vist på tegningen ovenover.

Til mange formål, bl.a. i CD-afspillere, er det små laserlys-dioder, der udsender laserlys. De kan laves meget små - så der kan være mere end én million pr. cm2! Laserdioden er en punktformig lyskilde, som altså spreder lyset. Når man skal bruge det i skannere og CD-afspillere, må der et fint linsesystem til for at lave et parallelt strålebundt.