US gov, Public domain, via Wikimedia Commons, Beschriftungen von LEIFIphysik
Abb. 1 Rubinlaser
Während die kontinuierlich arbeitenden Helium-Neon-Gaslaser für den Schulbetrieb im Milliwatt-Bereich arbeiten, sind mit Hochleistungs-Festkörperlasern (z.B. ausgestattet mit Rubinstäben) Leistungen im Gigawatt-Bereich im Pulsbetrieb möglich.
a)
Die Pulsdauer des Lasers sei \(1{,}0 \cdot 10^{-9}\,\rm{s}\), seine Leistung \(1{,}0\,\rm{GW}\).
Berechne die Energie, welche in dem Laserpuls steckt.
b)
Die Energie der Photonen im Laserimpuls ist \(1{,}79\,\rm{eV}\).
Berechne, wie viele Photonen der Laser bei einem Puls aussendet.
Mit \(P=1{,}0\,\rm{GW}=1{,}0 \cdot 10^9\,\rm{W}\) und \(t=10^{-9}\,\rm{s}\) ergibt sich aus der bekannten Definition der Leistung\[P=\frac{E}{t} \Leftrightarrow E=P \cdot t\]Einsetzen der gegebenen Werte liefert\[E_{\rm{Puls}} = 1{,}0 \cdot 10^9\,\rm{W} \cdot 1{,}0 \cdot 10^{-9}\,\rm{s} = 1{,}0\,\rm{ J}\]
