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physik

Physik

Unterdruck

    • Bei einem Unterdruck von ca. -406mm Quecksilbersäule ist ein 200-Liter-Ölfass implodiert.
    • Bei einem Unterdruck von ca. -595mm Quecksilbersäule ist ein Tankerwagon, mit einer Beule im Tank, implodiert, der unbeschädigt einem Unterdruck von ca. -686mm Quecksilbersäule stand hielt.

offizielle Meinung über die Zusammensetzung des Universums

    • 5% des Universums können wir sehen
    • 27% des Universums ist dunkle Materie
    • 68% des Universums ist dunkle Energie

Relativitätstheorie / Quantentheorie / Stringtheorie

Relativitätstheorie, Quantentheorie und Stringtheorie mal sehr einfach erklärt:

  • Die Relativitätstheorie besagt, dass sich alles relativ zueinander bewegt, es gibt kein absolutes Bezugssystem und nichts kann schneller sein als die Lichtgeschwindigkeit; wenn es aussieht als wenn etwas schneller als das Licht ist, dann liegt eine Krümmung in Raum und Zeit vor;
  • Die Quantentheorie besagt, dass jede Form der Energie in „Quanten“ (Portionen) übertragen wird bzw. sich bewegt;
  • Die Stringtheorie versucht die Relativitätstheorie und die Quantentheorie zu vereinigen und bedient sich hierzu „virtueller Dimensionen“ die nicht real sind aber im Mathematischen Modell notwendig sind, um beide Theorieen vereinigen zu können; diese „virtueller Dimensionen“ muss man sich als zu kleinen zusammengerollten Fäden („Strings“) vorstellen, daher hat diese Theorie auch ihren Namen bekommen; sie ist so schwer zu verstehen, dass nicht einmal 2% der Wissenschaftler von sich behaupten, sie zu verstehen und von denen jeder auch noch seine eigene Interpretation hat; darüber hinaus, enthält sie eine Reihe von „Anomalien“, die vom allgemeinen Volk eher als „Fehler“ bezeichnet werden würden;

Die Heimsche Theorie

Burkhard Heim hat (ähnlich wie Jean Émile Charon) eine auf Geometrie basierte Theorie aufgestellt.

Nach seiner Theorie gibt es sechs Dimensionen im Diesseits und ebenfalls sechs Dimensionen im Jenseits (Spiegelwelt).

Alle Objekte, die es im Diesseits gibt müssen vorher schon im Jenseits existieren!

In sofern ist das Jenseits als Original anzusehen und das Diesseits als eine manifestierte Kopie.

In Hamburg hat man seiner Formeln, die er 1982 erstmals präsentierte, in einem Computerprogramm umgesetzt. Mit Hilfe dieses Programmes konnte man alle Elementarteilchenmassen, die bekannt waren auf sieben Stellen hinter dem Komma genau bestätigen. Darüber hinaus hat man eine Elementarteilchenmasse ermittelt, die keinem bekannten Elementarteilchen zuzuortnen war…

… dieses fehlende Elementarteilchen (mit genau der ermittelten Masse) wurde ein Jahr später entdeckt!

Mit der Heimschen Theorie können auch bisher unerklärte Phänomene erklärt werden.

Burkhard Heim hat errechnet, dass ein Elektron nur sechs Dimensionen benötigt, um existieren zu können, deshalb ging er auch davon aus, dass es in dieser Welt (dem „Diesseits“) auch nur sechs Dimensionen geben muß.

Die Heimsche Theorie mal sehr einfach (nach meiner Vorstellung) erklärt; als Grundsatz gilt: „Eine höhere Dimension ermöglicht die Bewegung innerhalb der darunter liegenden Dimensionen.“:

  • 1. Dimension (X-Achse): Länge - ich stelle mir das so vor: es ist nur eine Bewegung auf einer „Achse“ Möglich, ähnlich einem Strahl;
  • 2. Dimension (X-Achse+Y-Achse): Breite - ich stelle mir das so vor: es ist die Bewegung in einer Ebene möglich, d.h. man kann auf dem „Strahl“ der 1. Dimension (X-Achse) an jeder Stelle unendlich viele Positionen (Y-Achse) einnehmen → es ist eine Bewegung innerhalb der 1. Dimension möglich;
  • 3. Dimension (X-Achse+Y-Achse+Z-Achse): Höhe - ich stelle mir das so vor: es ist die Bewegung im Raum möglich, d.h. man kann auf der „Ebene“ der 1.+2. Dimension (X-+Y-Achse) an jeder Stelle unendlich viele Positionen (Z-Achse) einnehmen → es ist eine Bewegung innerhalb der 2. Dimension möglich;
  • 4. Dimension (X-Achse+Y-Achse+Z-Achse, jetzt oder ein andermal): Zeit - ich stelle mir das so vor: es ist möglich, sich innerhalb einer Position im Raum zu bewegen, d.h. man kann in einem Raum, an einer bestimmten Position, unendlich viele verschiedene Zeitpunkte einnehmen) → es ist eine Bewegung innerhalb der 3. Dimension möglich;
  • 5. Dimension (X-Achse+Y-Achse+Z-Achse, zu jeder beliebigen Zeit, einmal): Entelechie - ich stelle mir das so vor: es ist eine Bewegung innerhalb der 4. Dimension möglich, d.h. man kann in der Zeit reisen und somit im Raum mehrfach vorhanden sein;
  • 6. Dimension (X-Achse+Y-Achse+Z-Achse, zu allen Zeiten gleichzeitig): Äon - ich stelle mir das so vor: es ist eine Bewegung innerhalb der 5. Dimension möglich, d.h. man kann wärend einer Zeitreise eine weitere Zeitreise unternehmen und wärend dieser nocheine u.s.w. → Allgegenwärtigkeit;

Quarzglas

Quarzglas ist die reinste Form von SiO2 und damit die wertvollste und anspruchsvollste Art. Extrem klares Glas kann für optische Fasern verwendet werden. Daher wird synthetisches Quarzglas benutzt, um Licht über viele Kilometer zu übertragen. Viele Glasarten sind für ultraviolette Strahlung undurchlässig, aber nur reines Quarzglas (nur SiO2) ist für Wellenlängen <350 nm (UV) transparent. Quarzglas ist auch in opaker Form und mit unterschiedlichen Färbungen erhältlich, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften wie z. B. Transmission oder Absorption für spezifische Wellenlängen (Filterglas) zu verändern. Das opake Material bei Heraeus, OM® 100 , wird auch als Hitzesperre oder zur diffusen Streuung von IR-Strahlung verwendet.

Die intrinsischen UV- und IR-Absorptionskanten liegen bei Quarzglas ungefähr bei einer Wellenlänge von 180 nm bzw. 3,5 μm. Die Wellenlängen sichtbaren Lichts, die das menschliche Auge wahrnehmen kann liegen zwischen 380 und 780 Nanometern (nm).

Da synthetisches Quarzglas eine sehr geringe Absorption bis in den Vakuum-Ultraviolett-Spektralbereich aufweist (bei einer Dicke von 1 mm liegt der Cutoff bei etwa 160 nm), wird es für Linsen in hochenergetischen Laseranwendungen und als Hüllrohr für ultraviolette Lichtquellen, wie z. B. Excimer- oder Deuteriumlampen, verwendet. In Abhängigkeit von den exakten Einsatzbedingungen, wie etwa Wellenlänge, Energiedichte und Spitzenintensitäten bei gepulsten Laseranwendungen, können verschiedene Arten von Schäden an dem Glas auftreten.

Bei sehr hohen Laserintensitäten kann es lokal an bestimmten Stellen im Glas zu Photoionisation und Entstehung von Plasma kommen. Diese mechanische Beschädigung tritt typischerweise an der vorderen oder hinteren Oberfläche des optischen Bauteils (der optischen Komponente) auf. Eine verwandte Art von mechanischer Beschädigung ist die Entstehung feiner Mikrokanäle in dem Glas entlang der Ausbreitungsrichtung eines Laserstrahls.

Neben diesen sichtbaren Schadensphänomenen ist aber auch ein subtilerer Schadensmechanismus möglich, nämlich wenn in einem photochemischen Prozess bei Bestrahlung des Glases Defektzentren (auch als Farbzentren bezeichnet) erzeugt werden. Diese Zentren verursachen eine Absorption bei charakteristischen Wellenlängen. Beispiele sind das E'-Zentrum mit einem Absorptionsmaximum bei 215 nm und das nichtbindende-Sauerstoff-Loch (NBOH) -Zentrum bei 265 nm. Das NBOH emittiert bei etwa 650 nm außerdem eine rote Fluoreszenz, wenn es in seiner Absorptionsbande angeregt wird. Diese Defekte interagieren auch mit gelöstem Wasserstoff in dem Glas. Wasserstoff kann E'-Zentren zur Erzeugung von SiH-Gruppen und NBOH-Zentren zur Erzeugung von SiOH-Gruppen passivieren, wodurch der Transmissionsverlust auf den Absorptionswellenlängen dieser Defekte gemindert wird. Daher wird die Wasserstoffkonzentration in Herstellungsprozessen häufig präzise kontrolliert und anhand der Raman-Spektroskopie im Analyselabor gemessen. Die dritte Art einer möglichen Beschädigung kann in Form einer Änderung des Brechungsindexes des Quarzglases aufgrund einer Umstrukturierung des Glasnetzwerkes unter Bestrahlung auftreten. In Abhängigkeit von der Art des Quarzglases und den Bestrahlungsbedingungen kann der Brechungsindex entweder zunehmen (Kompaktierung) oder abnehmen (Dekompaktierung).

Laser

chemisch gepumpte Laser

Chemisch gepumpte Laser werden auch Chemische Laser genannt.

In Amerika wurden wegen der wenig umweltfreundlichen Ausgangschemikalien im Jahr 2012 Forschungen an chemischen Lasern gestoppt, und man ging zur Forschung mit von Laserdioden gepumpten Alkalilasern (DPALs) über.

Trotz der Leistungsvorteile chemischer Laser stoppte das Verteidigungsministerium mit der Einstellung des Airborne Laser Testbed im Jahr 2012 die gesamte Entwicklung chemischer Lasersysteme. Der Wunsch nach einer „erneuerbaren“ Energiequelle, d. h. ohne die Bereitstellung ungewöhnlicher Chemikalien wie Fluor, Deuterium, basisches Wasserstoffperoxid oder Jod veranlassten das Verteidigungsministerium, auf elektrisch gepumpte Laser wie diodengepumpte Alkalilaser (DPALs) zu drängen. In einem wöchentlichen Bericht von „Inside the Army“ wird der „Directed Energy Master Plan“ erwähnt.

Diodenpumpen-Alkalilasern (DPAL)

Diode pumped alkali lasers (DPALs)—A review (rev1) - Das aufstrebende Gebiet der diodengepumpten Alkalilaser (DPALs) wird besprochen.

Das Konzept eines Akronyms für einen diodengepumpten Alkalilaser (DPAL) wurde 2001 von Krupke eingeführt. Das aktive DPAL-Medium ist eine Mischung aus einem Dampf neutraler Alkaliatome und einem oder mehreren Puffergasen. Die neutralen Alkaliatome Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb) und Cäsium (Cs) bilden die Spalte der Gruppe 1a des Periodensystems und besitzen die relativ einfache elektronische Konfiguration einer einzelnen s-Valanz Elektron außerhalb geschlossener s- und/oder p-Schalen.

Laserdioden gepumpter Festkörperlaser (DPSSL)

DPSS (diode pumped solid state; auch DPSSL) ist die Abkürzung für einen mit der Strahlung von Diodenlaser gepumpten Festkörperlaser. Diodengepumpte Festkörperlaser lösen mehr und mehr die bisher üblichen, mit Gasentladungslampen gepumpten Festkörperlaser ab.

Ein Diodenlaser ist ein Laser, dessen Licht mit Laserdioden, also mit Halbleitermaterialien, erzeugt wird. Laserdioden können Lichtleistungen bis über 60 kW erzeugen.

Der Laserkristall des Festkörperlasers ist üblicherweise ein Yttrium-Aluminium-Granat- (YAG-) Kristall (Wirtskristall) in Scheiben-, Platten-, Faser- oder Stabform, der mit Erbium, Ytterbium oder Neodym dotiert ist. Es werden jedoch noch andere Wirtskristalle verwendet, wie: YAlO3 (YALO), YVO4 (Yttriumvanadat), YLiF4 (YLF), Wolframate (KGd(WO4)2, KY(WO4)2), sowie Saphir und Zinkchalkogenide.

Die Dotierungen ergeben verschiedene Pump- und Emissionswellenlängen:

  • Ytterbium: Diodenlaser-Pumpwellenlänge bei 930…945 nm, Emission bei 1029 nm
  • Neodym: Pumpen bei 808 nm oder 888 nm, Emission bei 1064 nm
  • Erbium: Pumpen bei 980 nm, Emission (oder Verstärkung, siehe EDFA) bei 1550 nm

In den 1960er Jahren ermöglichten Fortschritte bei der Herstellung von Saphiren den Forschern, GaN auf einer Saphirbasis abzuscheiden, um blaue Laser zu erzeugen, doch eine Gitterfehlanpassung zwischen den Strukturen von Galliumnitrid und Saphir führte zu vielen Defekten oder Versetzungen, was zu kurzen Lebensdauern (<10h) führte) und einem geringen Wirkungsgrad (<1 %).

1999 verwendete Nakamura in Polen hergestellte GaN-Kristalle und schuf Laser mit der doppelten Ausbeute und zehnmal längeren Lebensdauer als seine ursprünglichen Entwürfe; 3.000 Stunden bei 30 mW. In den 2000er Jahren beherrschten japanische Hersteller die Produktion eines blauen Lasers mit 60 mW Leistung und langer Lebensdauer und machten ihn für Geräte einsetzbar, die einen dichten (aufgrund der kurzen Wellenlänge von Blau) Hochgeschwindigkeitsdatenstrom von Blu-ray und BD-R und BD-RE lesen. Halbleiterlaser ermöglichten die Entwicklung kleiner, praktischer und kostengünstiger blauer, violetter und ultravioletter (UV) Laser, die zuvor nicht verfügbar waren, und öffneten die Tür für viele Anwendungen.

Heutzutage verwenden blaue Halbleiterlaser entweder ein Saphirsubstrat (hauptsächlich von Nichia verwendet, das einen Vertragshersteller nutzt: Sony) oder ein GaN-Einkristallsubstrat (hauptsächlich von TopGaN verwendet); beide mit Schichten aus Galliumnitrid bedeckt. Die optische GaN-Führungsschicht der Nichia-Geräte wird spontan durch Selbstorganisation aus InGaN-Quantentöpfen oder Quantenpunkten im aktiven Bereich gebildet.

physik.txt · Zuletzt geändert: 2024/11/20 23:52 von manfred