Strahlstärkster Laser

28/09/2010 - 12:44 von wernertrp | Report spam
Wie weit könnte man mit dem stàrksten Laser den es zur Zeit auf der
Erde
gibt ins Weltall leuchten/senden der mit seiner Strahlstàrke eine
Sternklasse
der Magnitude von ca. 28-30 in welcher Entfernung ergeben würde.
 

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#1 Oliver Jennrich
28/09/2010 - 15:02 | Warnen spam
wernertrp writes:

Wie weit könnte man mit dem stàrksten Laser den es zur Zeit auf der
Erde
gibt ins Weltall leuchten/senden der mit seiner Strahlstàrke eine
Sternklasse
der Magnitude von ca. 28-30 in welcher Entfernung ergeben würde.



Laser und Magnituden sind etwas problematisch, weil der Laser
typischerweise sehr schmalbandig ist. Aber davon mal abgesehen, ergibt
sich die Magnitude zu

m = -2.5 Log[ F/F0 ]

wobei F der Energiefluss ist, und F0 der Referenzfluss (meist
Vega). Wenn man den nicht kennt, kann man die Gleichung mit einer
bekannten Magnitude "erweitern"


m = -2.5 Log[F/Fsun * Fsun/F0] = -2.5 Log[F/Fsun] - 2.5 Log[Fsun/F0]
= -2.5 Log[F/Fsun] + msun

Der Fluss der Sonne ist 1.4kW/m^2, die Magnitude der Sonne ist
-26.74. Du willst etwa Magnitude 30. Also (mit F in kW/m^2):

56.74 = -2.5 Log[F/1.4]

F = 2.85 * 10^{-23} kW/m^2 = 2.85*10^{-20} W/m^2

das ist sehr wenig (und macht einmal klar, wie dunkel 30m tatsàchlich
sind).

Die Leistungsdichte in einem Laserstrahl nimmt wie (pi*w0^2/(lambda*z))^2
ab, wobei w0 der Strahlradius, lambda die Wellenlànge und z der Abstand
zur Strahltaille (für alle praktischen Zwecke: Abstand zur Erde) ist.

Wenn man für w0 5m nimmt (etwas größer als das bisher größte Teleskop),
lambda 500nm (schön grün) und z=1pc= 3*10^16 m, dann ist der Faktor etwa
2.7*10^{-17} und du brauchst etwa 1mW/m^2 (oder 80mW Laserleistung bei
besagtem Teleskop). Das ist vergleichsweise wenig.

Um bis zum Zentrum der Milchstraße (etwa 8kpc) vorzudringen, brauchst du
8000^2 mal so viel, also etwa 5.2 MW. Das ist mehr, als das Teleskop
aushàlt.



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