Nachweis von Laserlicht mit einer Photozelle

macky · Anmeldungsdatum: 05.05.2007 Beiträge: 64 Wohnort: nrw

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

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 Beiträge: 64 Wohnort: nrw

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

macky · Anmeldungsdatum: 05.05.2007 Beiträge: 64 Wohnort: nrw

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

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

Achte nur in

macky · Anmeldungsdatum: 05.05.2007 Beiträge: 64 Wohnort: nrw

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