Het kruisen van lasers

Vistiaantje

Beste mensen,

Ik kwam op het idee om als profielwerkstuk twee lasers te laten kruisen, en dan kijken wat er gebeurt.

Een leraar bij mij op school zei dat wanneer je twee identieke lasers onder een hoek van 90 graden laat kruisen, dat de stralen van de lasers dan afbuigen. Hij legde wel nadruk op het feit dat ze perse 100% hetzelfde moeten zijn. Waarom moeten ze nu precies hetzelfde zijn?

De leraar zei ook dat op een universiteit waar natuurkunde gegeven wordt, deze opstelling staat. Het lijkt mij dus wijs om dan de opstelling van een universiteit te gebruiken, in plaats van er zelf eentje en mekaar te zetten. Hoe gaat zo'n begeleiding van een pws, moet ik zelf de opstelling gaan bedenken? Hoe zit dat?

Groeten,

Christian

ZVdP

Kan je eens vragen welk effect je leerkracht bedoelt?

Onder normale omstandigheden kruisen de laserstralen elkaar gewoon; ze hebben geen invloed op elkaar.

Tenzij je een niet lineair medium op het kruispunt zet. Dan kunnen er wel verschijnselen optreden, doordat onder andere de brekingsindex dan afhankelijk wordt van de grootte van het elektrisch veld.

Vistiaantje

Hij gaf antwoord op mijn vraag: Gebeurt er iets als ik twee lasers laat kruisen?

Zijn antwoord was: Ja, als ze onder een hoek van 90 graden staan (en hij zei iets over de brandpuntsafstand, maar dat weet ik niet meer) en ze elkaar precies kruisen en ze identiek aan elkaar zijn dan zullen de laserstralen afwijken.

Wat is een niet-lineaire medium precies? En hoe kan een brekingsindex nu afhankelijk zijn van een elektrisch veld? Het is toch afhankelijk van de stof welke brekingsindex die heeft, toch niet afhankelijk van de omstandigheden?

Dan heb ik nog even een vraag, is een laserstraal bij deze proef te vergelijken met een stroom balletjes (=fotonen) die op elkaar botsen waardoor deze afbuigt? of mag je dat niet zeggen...?

ZVdP

Ik kan me geen (lineair) effect bedenken waardoor de stralen zullen afwijken van hun pad. Misschien iemand anders hier?

In een lineair medium is de brekingsindex enkel afhankelijk van de stof. Maar bij sommige stoffen, vooral bij hogere elektrische velden, vertoont de brekingsindex ook een afhankelijkheid van de elektrische veldsterkte; deze materialen noemen we dan niet-lineair.

Dus enkel in een volledig ideaal geval is de brekingsindex enkel afhankelijk van het materiaal. Maar de meeste materialen zijn wel in zeer goede benadering lineair voor niet al te grote elektrische velden.

Brandpuntafstand heft iets te maken met lenzen. Ben je zeker dat de laserstralen elkaar gewoon kruisen in vacuum/lucht?

Wat is de exacte opstelling?

De laserstraal mag je allesbehalve vergelijken met balletjes. Fotonen interageren niet met elkaar, ze botsen niet op elkaar zoals balletjes dat zouden doen.

Je kan dit eens testen door de stralen van twee zaklampen te laten kruisen. Als de fotonen zouden botsen met elkaar, zou op het kruispunt het licht in alle richtingen worden gestuurd.

Wat je zal zien is dat de twee lichtstralen elkaar gewoon zonder probleem passeren.

Jan van de Velde

Wordt mogelijk zoiets bedoeld?

http://www.aip.org/png/2003/209.htm

Vistiaantje

Mijn leraar stuurde mij deze link:

http://www.madsci.org/posts/archives/2004-...01223.Ph.r.html.

Bestaat de mogelijkheid dat wanneer je een proef doet waarbij je twee lichtstralen uitzendt, de een met een lage frequentie en de andere met een hoge frequentie, je een verschil in resultaat ziet.

eigenlijk het veranderen van een parameter in een formule en kijken wat er gebeurt...

thermo1945

Ik kwam op het idee om als profielwerkstuk twee lasers te laten kruisen, en dan kijken wat er gebeurt.

Dat kruisen moet snijden of botsen zijn, anders krijg je geen fysiek contact.

Als twee (ongeladen) lichtstralen botsen, gaan ze ze gewoon ongestoord verder.

Alleen op het 'snijpunt' treedt interferentie op.

Jan van de Velde

Deze vraag kan nog een interessante landuriger discussie opleveren, en is dus verplaatst naar het vakforum

Vistiaantje

Alleen op het 'snijpunt' treedt interferentie op.

Zijn er nog bepaalde voorwaarden waaraan dit snijden van twee lichtstralen aan moet voldoen?

Iets van nauwkeurigheid, marges e.d.

En is mijn eerder genoemde suggestie voor een proef waanzin of is daar wel wat mee te doen als experiment zijnde?

317070

Dan heb ik nog even een vraag, is een laserstraal bij deze proef te vergelijken met een stroom balletjes (=fotonen) die op elkaar botsen waardoor deze afbuigt? of mag je dat niet zeggen...?

Voor de proef die je wil doen, moet je niet denken aan fotonen, maar enkel aan golven. Meer zelfs, fotonen zullen in dit verhaal het alleen maar verwarrender maken. Dus fotonen/balletjes gewoon vergeten.

Maar dit zijn geen eenvoudige opstellingen. Zeker niet iets dat je zelf gaat kunnen opzetten, tenzij je een en ander al kent van fotonica, en aan materialen zoals halfdoorlatende spiegels kunt komen. Een laser vinden waarmee je de frequentie kunt regelen lijkt me al helemaal uitgesloten.

De nauwkeurigheid waarmee die opstellingen gedaan worden liggen ook buiten het bereik van de meeste mensen. (denk milli- tot micrometerschaal voor een beetje een deftig resultaat), en een gewone laserpointer is hiervoor al niet voldoende wegens de te lage tijdscoherentie.

Als je iets wil doen met interferentie, kun je misschien beter eens kijken naar speckle? Of naar geluidsinterferentie, daar zijn de golflengten stukken groter, en de experimenten dus stukken doenbaarder?

Vistiaantje

Oké, maar waarom kan het dan wel met golven uitgelegd worden en niet met fotonen, wat maakt het verschil?

Ik kan jammer genoeg niet aan dat soort spullen komen, maar volgens mijn leraar is deze opstelling standaard op een universiteit waar de studie natuurkunde te volgen is, kan dat bevestigd worden?

Wat voor skills moet je hebben om zo'n opstelling in elkaar te zetten, hoeveel geld kost zo'n opstelling eigenlijk en hoe lang ben je met zo'n opstelling bezig voordat je hem naar wens hebt?

Wat bedoel je met tijdscoherentie?

Ik ben begonnen met met zoektocht naar een onderwerp bij Max Planck (zie het andere topic dat ik begonnen ben in Huiswerk en Practica) omdat ik niet wist wat die man allemaal had gedaan. Ik kwam uit bij de relativiteitstheorie en dat vind ik erg interessant. Het licht boeit mij omdat ik er op school nog niet zo veel van gehad heb, alleen breking in perspex e.d. en licht is iets wat overal is, waar je ook kijkt, op welk moment van de dag ook (behalve op hele donkere nachten dan...).

Geluidsgolven boeien mij minder, trekt mij minder. Het gegeven dat ze doenbaarder zijn vindt ik eigenlijk niet zo leuk, want ik wil uitdaging, ik vindt alles op school makkelijk, dus ik wil iets groots maken van mijn profielwerkstuk, dus de moeilijkheidsgraad mag hoog liggen, maar het moet wel behapbaar blijven! ](*,)

Heel erg bedankt voor de reacties tot nu toe, heb ik veel aan!!

317070

Oké, maar waarom kan het dan wel met golven uitgelegd worden en niet met fotonen, wat maakt het verschil?

Effecten van fotonen begin je pas te zien als je kijkt naar zeer lage energiën, of zeer kleine afstanden (nanometer tot picometerschaal en kleiner).

Wat voor skills moet je hebben om zo'n opstelling in elkaar te zetten, hoeveel geld kost zo'n opstelling eigenlijk en hoe lang ben je met zo'n opstelling bezig voordat je hem naar wens hebt?

Die kosten belachelijk veel geld. (in duizenden euro's is dat) De proef die ik gezien heb stond in ieder geval op zo'n opstelling:

Afbeelding

Maar dit is enkel ter illustratie. Misschien heeft je leraar iets anders in gedachten?

Wat bedoel je met tijdscoherentie?

Geluidsgolven boeien mij minder, trekt mij minder. Het gegeven dat ze doenbaarder zijn vindt ik eigenlijk niet zo leuk, want ik wil uitdaging, ik vindt alles op school makkelijk, dus ik wil iets groots maken van mijn profielwerkstuk, dus de moeilijkheidsgraad mag hoog liggen, maar het moet wel behapbaar blijven! ](*,)

Het probleem met die dingen is dat de theorie erover wel allemaal doenbaar is. Maar als je zelf een opstelling wil bouwen, moet je rekening houden met zoveel factoren waar je nu waarschijnlijk zelfs nog nooit van gehoord hebt (en die eigenlijk niet veel van doen hebben met wat je wil weten). Je gaat moeten weten hoe lenzen werken, hoe je je laser moet aansturen, hoe je de laser op een goede frequentie houdt, hoe je de coherentie zo goed mogelijk krijgt, hoe je de resultaten moet interpreteren. En vooral: als er iets mis gaat, kunnen identificeren wat er mis gaat en hoe je het gaat oplossen.

Als de opstelling standaard aanwezig is op iedere universiteit is dat natuurlijk geen probleem, maar ik neem aan dat het dan niet meer uitdagend genoeg is

Ook ga je dan waarschijnlijk niet met de opstelling mogen 'spelen'.

Vistiaantje

Het probleem met die dingen is dat de theorie erover wel allemaal doenbaar is. Maar als je zelf een opstelling wil bouwen, moet je rekening houden met zoveel factoren waar je nu waarschijnlijk zelfs nog nooit van gehoord hebt (en die eigenlijk niet veel van doen hebben met wat je wil weten).

Zoals je hier al zegt, is het in de praktijk niet te doen om met deze opstelling te onderzoeken als middelbare scholier zijnde, omdat er meestal niets van zo'n opstelling veranderd mag worden. Het is een machtig mooi onderwerp, maar praktisch niet echt te behappen voor mij op dit moment.

Hetgeen ik nu ga doen, heb ik besloten samen met een klasgenoot en mijn leraar, is de werking van een zonnepaneel onderzoeken. Het mooie is dat het iets beter te behappen is, maar dat het ook bij het onderwerp licht hoort. Er komen in de theorie ook fotonen voor.

Het is een minder grote uitdaging voor me, maar het onderwerp is niet minder leuk om te onderzoeken.

Wie weet komt deze opstelling nog wel langs als ik natuurkunde ga studeren...

Heel erg bedankt voor de reactie, het heeft me erg geholpen en ik weet zeker dat het mij wijzer heeft gemaakt! ](*,)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Het kruisen van lasers

Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers

Re: Het kruisen van lasers