THEMEN: Laser, Synchrotronstrahlung, Freie-Elektronen-Laser

Licht - genauer gesagt elektromagnetische Strahlung - ist nicht nur ein unentbehrliches Forschungswerkzeug in nahezu allen Bereichen der Naturwissenschaften. Die Anwendungen der klassischen Optik und Quantenoptik bestimmen in bedeutendem Maß auch unsere Alltagswelt.

• Beispiele aus der Forschung mit Photonen

  
  

  Die Forschung mit Photonen ermöglicht Einblicke in die belebte und unbelebte Welt von nicht gekannter Präzision. Die profitierenden Wissenschaftsbereiche erstrecken sich von der Physik über die Chemie, Materialforschung, Geo- und Umweltwissenschaften bis zu den Lebenswissenschaften Biologie und Medizin. 
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  • Materialwissenschaft: Mit Synchrotronstrahlung zu besseren Katalysatoren
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  • Nanowissenschaft: SMART auf Oberflächen geschaut
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  • Nanowissenschaft: Blitzaufnahmen bei FLASH
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  • Lebenswissenschaften: Blicke in die Motoren des Lebens
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  • Kulturwissenschaften: Die Himmelsscheibe von Nebra
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  • Umweltwissenschaften: Analyse radioaktiver Sedimente
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  • Geowissenschaften: Unerwartete Spins im Erdinneren
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  • Quantentheorie: Elektronenpaare in Quantenfernbeziehungen
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/7505.php)
  • Oberflächenforschung: Probleme der organischen Schichtarbeit
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  • Materie unter extremen Bedingungen: Supraleiter unter Druck
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  • Astrophysik: Weltraumchemie im Labor untersucht
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  • Industrielle Anwendungen: Synchrotronstrahlung überwacht Schlankheitskuren
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• Das Doppelleben des Lichtes

  
  

  Das Licht ist inzwischen ein ausführlich erforschtes Medium, aber es bewahrt bis heute eine Faszination, die die Gelehrten schon vor Jahrhunderten beschäftigte. Bereits zu Anfang des 18. Jahrhunderts tobte zwischen Isaac Newton und Christian Huygens ein erbitterter Streit darüber, ob Licht aus Wellen oder Teilchen bestehe. 
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• Das elektromagnetische Spektrum

  
  

  Sichtbares Licht ist nur ein kleiner Teil des so genannten elektromagnetischen Spektrums. Mit Radio- und Mikrowellen, Infrarot- und Ultraviolettstrahlung, Röntgen- und Gammastrahlen gesellen sich noch andere Bereiche dazu. 
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  • Radiowellen
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  • Mikrowellen
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  • Terahertz-Wellen
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  • Infrarotstrahlung
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  • Sichtbares Licht
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  • Ultraviolettstrahlung
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  • Röntgenstrahlung
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  • Gammastrahlung
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• Konventionelle Laser

  
  

  Obwohl die Erfindung des Lasers auf den Ergebnissen reiner Grundlagenforschung beruht, hat er längst seinen festen Platz in unserem Alltag - kein CD-Player und keine genaue Landvermessung funktioniert ohne ihn. Wer das Laserprinzip verstehen will, kommt ohne Quantenphysik nicht aus. 
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  • Die besonderen Eigenschaften von Laserlicht
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/4203.php)
  • Wie funktioniert ein Laser?
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3788.php)
  • Ultrakurze Laserpulse
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1511.php)
  • Geschärfter Blick auf Elektronenprozesse: Physiker bändigen Attosekunden-Pulse
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1049.php)
  • Am Puls des Moleküls
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1509.php)
  • Atomen auf den Puls gefühlt
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1515.php)
  • Messen mit Licht
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1513.php)
  • Neues Licht durch neue Materialien
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1337.php)
  • Photonische Kristalle: Gitter, die das Licht fangen | Welt der Stoffe
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1339.php)

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• Synchrotronstrahlung und Freie-Elektronen-Laser

  
  

  Fliegen geladene Teilchen in einem Magnetfeld um die Kurve, so geben sie Strahlung ab. In Synchrotronstrahlungsquellen und Freie-Elektronen-Lasern wird diese Strahlung zu Forschungszwecken genutzt. 
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  • Die Physik hinter der Synchrotronstrahlung
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3851.php)
  • Wie funktioniert ein Freie-Elektronen-Laser?
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3849.php)
  • Gebändigtes Röntgenlicht
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/283.php)

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• Laser-Teilchenbeschleunigung

  
  

  Mit den Lichtintensitäten, die moderne Hochleistungslaser erreichen, lassen sich geladene Teilchen auf hohe Energien beschleunigen. Dabei kommen Effekte der relativistischen Optik zur Anwendung. 
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  • Teilchenbeschleunigung durch Lichtdruck
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/7870.php)
  • Heller wird's schneller
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/6057.php)
  • Relativistische Optik
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/6059.php)

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