Laserlicht und deren Reflektion auf Gegenständen

Physikalische Grundlagen, Information und Fragen zu Lasern.

Moderator: ekkard

Post Reply
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Laserlicht und deren Reflektion auf Gegenständen

Post by cytrix » Thu 01 Nov, 2007 6:42 pm

Hallo Laserfreaks!

Neulich hat mich ein Bekannter gefragt weshalb es zu folgender optischer Erscheinung kommt und so auf Anhieb hatte ich nur eine Vermutung parat:

Wenn ein Laserstrahl einen Punkt auf einer Tapete, Vorhang oder Tischtennisball erzeugt, und man sieht sich diesen Punkt ganz ruhig an ,erkennt man, dass das reflektierte Licht so etwas gieselig ist. Daraufhin stellte sich mir die Frage:
Wie kommt es zu der anscheinend nur bei Laserstrahlung auftretenden "Griesel-Reflektion"? Das "schillern" in dem diffus reflektierten Licht bewegt sich wenn man den Blickwinkel leicht ändert. Kommt das durch das monochromatische Licht das durch die relativ rauhe Oberfläche unterschiedlich reflektiert wird und sich dadurch "Auslöschungsflecken" im reflektierten Licht bilden? (Entschuldigt die etwas umständliche Ausdrucksweise :lol: )
Vergleichbar mit Wasserwellen die auf einen unebenen Reflektor treffen und dadurch verschiedene Wellenbrechungen in der Reflektion erzeugen.

Beste Grüße
Cytrix
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
floh
Posts: 2406
Joined: Mon 04 Feb, 2002 12:00 pm
Do you already have Laser-Equipment?: Lexel 88, Compass 315, diverse HeNe und eine Menge Kleinkram.
Location: Ostschweiz
Contact:
Contact floh

Post by floh » Thu 01 Nov, 2007 9:28 pm

das "griesseln" nennt sich "Speckle" Eine Erklärung ist hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Speckle
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Thu 01 Nov, 2007 9:32 pm

Hallo!

Aha! Super! Dann habe ich ja mit meiner Interpretation von Wellenüberlagerung ganz gut gelegen :D Nur das Wort Interferenz ist mir beim schreiben glatt entfallen :lol:
Vielen Dank!!! Wieder was dazu gelernt :D

Gruß
Cytrix
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
Dr.Ulli
Posts: 2383
Joined: Thu 08 Feb, 2007 8:02 am
Do you already have Laser-Equipment?: jede Menge von 1mW bis 5,5W
Location: linker Niederrhein (Geldern)

Post by Dr.Ulli » Fri 02 Nov, 2007 10:10 am

Das interessante am Speckle-Muster ist, dass sich mit dessen Bewegung
feststellen lässt, ob man kurz- oder weitsichtig ist!
Bei einem Kurzsichtigen bewegt es sich entgegen der eigenen Bewegung (Kopf nach rechts und links - Muster umgekehrt), bei Weitsichtigen mit der eigenen Bewegung! Als ich noch jünger war (noch nicht Alters-Weitsichtig), konnte ich damit einen Wechsel von Kurz- auf Weitsichtig (oder umgekehrt?) bei mir im Laufe des Tages feststellen! Wenn man absolut korrekt sieht, bleibt das Muster stehen, wenn man sich bewegt....guter Test für die passende Brille! Je "schlimmer" die Fehlsichtigkeit ist, desto schneller bewegt sich das Muster. 8)
Grüße!
Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Fri 02 Nov, 2007 12:45 pm

Hallo!

Ist ja interessant!!! Muss ich mal ausprobieren 8) Aber woher kommt dieser Effekt denn? Dann müsste man das doch auch selbst beeinflussen können wenn man seine Sehschärfe auf einen Gegenstand vor oder hinter den Projektionsfleck fokussiert, oder? Gut, dass das WE vor der Tür steht :wink:

Dieses Speckle Muster wird auch exrem sichtbar wenn man den Strahl durch eine Linse aufweitet. Kommt das dann daher, das sich die gleichphasigen Lichtwellen auch in der Linse bzw. dahinter gegeneinander verschieben und es dadurch zu stärkeren Interfrenzmustern kommt?

Danke für die Infos und schönes WE
Gruß
Cytrix
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
Dr.Ulli
Posts: 2383
Joined: Thu 08 Feb, 2007 8:02 am
Do you already have Laser-Equipment?: jede Menge von 1mW bis 5,5W
Location: linker Niederrhein (Geldern)

Post by Dr.Ulli » Fri 02 Nov, 2007 1:04 pm

Wird deshalb besser sichtbar, weil die Augen nicht mehr "übersteuert" werden, da das Licht ja auf eine größere Fläche verteilt wird.
Aber die Ursache bleibt die Gleiche: Interferenzen. 8)

Der Effekt mit der Kurz oder Weitsichtigkeit kommt daher, dass mal der Brennpunkt der Augenlinse vor der Netzhaut ist und mal dahinter....
Beeinflussen könnte man das theoretisch schon...wenn man Fakir ist und seine Augenlinse bewusst steuern kann. :lol:

Grüße!
Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.
Top
User avatar
gopher
Posts: 143
Joined: Thu 05 Jul, 2007 11:00 am
Location: Nürnberg

Post by gopher » Fri 02 Nov, 2007 1:42 pm

Intressant ist es auch wenn man mit einem Laser auf ein dunkles stück Plastik leuchtet und dieses dann schmilzt. Dann wird davon ein Wellen/Riffelmuster reflektiert dass sehr intressant aussieht und streifenförmig helle und dunkle Partien hat. :D

Leider kann ich kein Foto davon machen da es sich zu schnell bewegt.

Grüße: Walter
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Fri 02 Nov, 2007 2:31 pm

Dr.Ulli wrote: Beeinflussen könnte man das theoretisch schon...wenn man Fakir ist und seine Augenlinse bewusst steuern kann. :lol:

Grüße!
Hm ich kann das glaube ich schon. Bin ich jetz n Fakir??? :lol:
Wie gesagt ich probier das mal aus am WE :wink:
Bericht folgt dann..

Grüße u. THX

Cytrix
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
lucerne
Posts: 820
Joined: Sun 01 Feb, 2004 8:20 pm
Do you already have Laser-Equipment?: Yes
Location: Solothurn/Aargau (Schweiz)

Post by lucerne » Fri 02 Nov, 2007 3:21 pm

cytrix wrote:
Dr.Ulli wrote: Beeinflussen könnte man das theoretisch schon...wenn man Fakir ist und seine Augenlinse bewusst steuern kann. :lol:

Grüße!
Hm ich kann das glaube ich schon. Bin ich jetz n Fakir??? :lol:
Wie gesagt ich probier das mal aus am WE :wink:
Bericht folgt dann..

Grüße u. THX

Cytrix


Öhm, wie kann man das feststellen, ob man über diese "Fähigkeit" verfügt? :lol:
Also ich hab null Probleme, die Augen scharf/unscharf zu "stellen". Mal doof gefragt, aber kann das jeder oder nicht? Habe bisher noch nie mit jemandem darüber gesprochen :lol:



Gruss
Leander ;)
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Fri 02 Nov, 2007 7:52 pm

lucerne wrote:Mal doof gefragt, aber kann das jeder oder nicht? Habe bisher noch nie mit jemandem darüber gesprochen :lol:
:lol: :lol: Nicht so laut! Sonst merken sie das wir anders sind :lol: :lol:

Grüsse
Cytrix
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Sun 04 Nov, 2007 2:03 pm

So! Erster Experimetbericht:

Laser: Argon bei ~3mW
Projektion auf eine matte Aluminiumplatte

Also ich konnte durch bewusstes scharf bzw. unscharfstellen der Augen den Speckle-Effekt etwas beeinflussen. Bei mir bewegte er sich gegenläufig bei Kurzsichtigkeit und mitläufig bei Weitsichtigkeit. Ich habe auch noch Folgendes ausprobiert:
Wenn man sich den projezierten Laserpunkt in zwei Metern entfernung durch eine Vergrösserungslinse anschaut, und zwar so, dass man die Linse langsam auf sein Auge zu bewegt bis der Laserpunkt die gesamte Linse ausfüllt (also dem "optischen Umkehrpunkt"), lässt sich die Speckle-Struktur (ich hoffe das es das war) sehr eindrucksvoll beobachten! Sieht aus wie kleine schwarzen Würmchen auf blauem Hintergrund.
Werde noch Bilder machen. Hatte dafür leider noch keine Zeit.

Soweit fürs erste...

Grüße
Cytrix
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Bilder vom Speckle Effekt

Post by cytrix » Sun 02 Dec, 2007 3:40 pm

Hallo zusammen!

Habe nun endlich etwas Zeit bekommen auch mal ein paar Bilder zu machen.

Durch unterschiedliche Abstände zwischen Projektionsfläche und Linse wird das Muster grösser und kleiner.
Die Bilder wurden durch eine alte Objektivlinse und manuellem Fokus der Digicam gemacht.

Grüsse in die Runde!

Martin
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
gopher
Posts: 143
Joined: Thu 05 Jul, 2007 11:00 am
Location: Nürnberg

Post by gopher » Sun 02 Dec, 2007 7:16 pm

Einen ganz ähnlichen Effekt hab ich auch schon bei meinem grünen Laser entdeckt: Wenn man eine Linse davor hält und dahinter einen Gegenstand dessen Position veränderlich ist sieht man als reflektion ein Muster aus helleren und dunkleren Zonen. Dieses Muster wird immer grösser (grobkörniger) je mehr man sich dem Brennpunkt der Linse nähert. Es scheint eine art Interferrenz auf der Auftrefffläche zu geben.

Grüße: Walter
Top
tom-la-lune
Posts: 84
Joined: Sat 22 Sep, 2007 5:02 pm
Location: Schweiz

Post by tom-la-lune » Mon 03 Dec, 2007 2:46 am

cytrix wrote:So! Erster Experimetbericht:

Wenn man sich den projezierten Laserpunkt in zwei Metern entfernung durch eine Vergrösserungslinse anschaut, und zwar so, dass man die Linse langsam auf sein Auge zu bewegt bis der Laserpunkt die gesamte Linse ausfüllt (also dem "optischen Umkehrpunkt"), lässt sich die Speckle-Struktur (ich hoffe das es das war) sehr eindrucksvoll beobachten! Sieht aus wie kleine schwarzen Würmchen auf blauem Hintergrund.
Werde noch Bilder machen. Hatte dafür leider noch keine Zeit.

Soweit fürs erste...

Grüße
Cytrix
Das nenn ich mal einen richtigen Freak! :D

Werde mich nächstens auch an dem Experiment beteiligen! 8)
Top
pulslaser
Posts: 403
Joined: Sat 06 Jan, 2007 11:56 am

Post by pulslaser » Mon 03 Dec, 2007 2:16 pm

Hi, das mit dem Specklemuster ist eine interessante Sache. Ich hatte mir überlegt, ob man nicht einen Scanner bauen kann womit man auf weitere Entfernung zwischen lebender und toter Materie unterscheiden kann. Es genügt eine schnelle Fotodiode, diese in Sperrichtung vorzuspannen und dessen Signal im Audiobereich zu verstärken. Eine Linse davor und schon funktioniert das wunderbar. Beim Menschen z.B. ist es damit möglich den Puls abzuhören (pulsierendes Rauschen). Bei Milch rauscht es recht laut (Bakterien). Beim Betrachten des Laserpunktes mit Linse auf Milch oder beim Menschen auf der Haut sieht man ein "wuselndes" Specklemuster, daher auch das Rauschen mit der Fotodiode. Hab das noch verfeinert durch einen Schaltungstrick der den Arbeitspunkt der Diode über einen regelbaren Widerstand (MosFet) und einer langsamen Regelung der Umgebungsbeleuchtung nachführt und somit den Abgriff (Reihenschaltung Diode und Widerstand) auf 0 Volt regelt. Diode und Widerstand liegen zwischen +-15V. Damit ist dieser Scanner in der Lage egal ob völlige Dunkelheit oder helles Tageslicht immer den Laser optimal aufzufangen und dessen "schnelle" Lichtschwankungen über den Audioverstärker wiederzugeben.

Gruß Dieter
Top
User avatar
Dr.Ulli
Posts: 2383
Joined: Thu 08 Feb, 2007 8:02 am
Do you already have Laser-Equipment?: jede Menge von 1mW bis 5,5W
Location: linker Niederrhein (Geldern)

Post by Dr.Ulli » Mon 03 Dec, 2007 5:16 pm

Pulslaser wrote:H Ich hatte mir überlegt, ob man nicht einen Scanner bauen kann womit man auf weitere Entfernung zwischen lebender und toter Materie unterscheiden kann.
Auf weite Entfernung - und was ist da mit atmosphärischen Störungen? - ein leichter Lufthauch genügt doch schon....

Übrigens gibts auch "Speckle-Holografie"....

Gruß!
Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Mon 03 Dec, 2007 7:14 pm

Hallo Freaks!

@Echtzeit: Danke für die Blumen! :D

@Pulslaser:
Wow! Die Idee mit dem Scanner ist echt nicht schlecht!!! Ich habe mal was ähnliches gebaut um Wetterleuchten und Blitze zu registrieren und ab einer gewissen wiederholhäufigkeit per Funk oder ein Signal auf der 230V Leitung empfindliche Geräte (Fernseher, Tel.anlage, PC) VOR einem aufziehenden Gewitter vom Netz zu trennen um nicht jedesmal durchs ganze Haus zu flitzen und dutzende Stecker zu ziehen. Dafür habe ich eine ähnliche Schaltung entworfen.
Das mit der Milch muss ich auch mal probieren :D

Lässt sich damit auch die Vibration einer Fensterscheibe (z.B. mit einem kleinen Klebepunkt auf der Scheibe) ermitteln? Stichwort: Lasermikrofon? 8)
Ich denke aber das das eher nicht geht da es vermutlich nur ein Bewegungsrauschen gibt. Das original Lasermikrofon arbeitet ja mit Helligkeitsschwankungen durch Winkelveränderung bzw. der Interferenzauswertung zwischen zwei überlagerten Laserstrahlen. Oder man müsste das Specklemuster soweit vergrössern um den übergang zwischen einer hellen und einer dunklen Stelle zu finden und diese dann durch die Bewegung der Scheibe modulierte Stelle hörbar zu machen - hmmm - probier ich auch mal... Man könnte das ja mit einer weissen Lautsprechermembran testen 8)

Ein Versuch wärs wert :wink:

Experimentelle Grüsse

Martin
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
pulslaser
Posts: 403
Joined: Sat 06 Jan, 2007 11:56 am

Post by pulslaser » Tue 04 Dec, 2007 2:52 pm

Hi Fans,

@Dr.Ulli, mit weiten Entfernungen meinte ich 5 bis 10 Meter, weiter habe ich nicht ausprobiert aber auf diese Distanz funktioniert das einwandfrei. Als Sender kommt eine Laserdiode mit 40mW @850nm zum Einsatz.

@cytrix, in einem Wohnzimmerschrank mit Glastüren lag bei einem Kumpel eine elektronische Armbanduhr auf einem Regalbrett. Über die Scheiben konnte ich mit dem reflektierten Strahl das Ticken des Sekundenzeigers in einigen Metern Entfernung einfach so ohne Interferometrische Anordnung über den Lautsprecher wiedergeben. Mein Kumpel war sehr beeindruckt, ich ebenso.

Gruß Dieter
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Ein bisschen Speckle-Fotografie

Post by cytrix » Tue 18 Dec, 2007 7:42 pm

Hallo!

Diese Experimentalbilder mit dem Speckle-Muster wollte ich Euch nicht vorenthalten ;)
Vorgehensweise: Laser auf verschiedene Metallplatten, Strahl wird mit dem Muster in den Raum gestreut, lange Belichtungszeit.
Vielleicht gefällts Euch ja...

Beste Grüße

Martin
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
floh
Posts: 2406
Joined: Mon 04 Feb, 2002 12:00 pm
Do you already have Laser-Equipment?: Lexel 88, Compass 315, diverse HeNe und eine Menge Kleinkram.
Location: Ostschweiz
Contact:
Contact floh

Post by floh » Wed 19 Dec, 2007 8:13 am

schööön... in RGB sieht das auch sehr speziell aus.
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Wed 19 Dec, 2007 8:59 am

Pulslaser wrote: Ich hatte mir überlegt, ob man nicht einen Scanner bauen kann womit man auf weitere Entfernung zwischen lebender und toter Materie unterscheiden kann.
offtopic:
Hallo Pulslaser!

Allerdings müsste es bei solchen Dingen wie z.B. ein Vorhang oder etwas anderes was sich von selbst oder durch äussere Einflüsse bewegt, ebenfalls ein Geräusch erzeugen. Was nicht unbeding auf lebend oder tot zurückschliessen lässt. Siehe die Armbanduhr. Hab mal einen Beitrag gesehen da ging es um ein ähnliches Problem: Wie speziefiziert man den Leben überhaupt? Z.B. auf der Suche nach Leben auf anderen Planeten: Wärmestrahlung, Strukturierte Bewegung, Abfallstofferzeugung usw. Am Schluss hätten es z.B. auch Autos sein können die man als lebende Objekte detektiert hätte. Aber das nur am Rande...
Aber das mit der Fotodiode muss ich auch mal noch versuchen... Wenn ich mal dazu komme :roll:

Grüße
Martin
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
cytrix
Posts: 42
Joined: Fri 30 Mar, 2007 2:22 pm
Location: Saarland

Post by cytrix » Wed 19 Dec, 2007 9:02 am

floh wrote:schööön... in RGB sieht das auch sehr speziell aus.
THX!
Stimmt wäre noch schöner WENN RGB vorhanden... :lol: Aber kommt Zeit kommt Laser. Altes Laserfreakgesetz :)

Grüße

Martin
"...ist der Cursor da?"
"Nein ich bin allein im Zimmer!"

z.Zt. 150mW grün, 400mW rot
Raytrack 30, Easylase, LDS 2007 Basic

seit 15 Jahren 40mW HeNe 8-Kanal-Bank
20mW Spectra Physics Argon Laser
div. kleine HeNe-Röhren
Top
User avatar
floh
Posts: 2406
Joined: Mon 04 Feb, 2002 12:00 pm
Do you already have Laser-Equipment?: Lexel 88, Compass 315, diverse HeNe und eine Menge Kleinkram.
Location: Ostschweiz
Contact:
Contact floh

Post by floh » Wed 19 Dec, 2007 9:27 am

zum Thema "lebend oder tot unterscheiden" wurde in der Glotze mal ein Gerät vorgestellt das Rettungskräften erlaubt Überlebene unter Trümmern zu orten. Das Prinzip basiert auf einem Dopplerradar der kleinste Bewegungen detektiert und so den Herzschlag einer Person anzeigen kann.
Top
Post Reply

Return to “Laserphysik”

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 5 guests