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15 Contactless Calliper

Aufgabenstellung

Invent and construct an optical device that uses a laser pointer and allows contactless determination of thickness, refractive index, and other properties of a glass sheet.

Leitfragen

  • Geben Sie an, welche Größen einen Laserstrahl charakterisieren (Wellenlänge, Ausbreitungsrichtung,...)
  • Betrachten Sie Brechungs- und Interferenzvorgänge, die hier ausgenutzt werden können. Erklären Sie ihr Zusstandekommen.
  • Welche Größen eines reflektierten oder transmittierten Laserstrahl ändern sich als Funktion der Glaseigenschaften
  • Wie sind die quantitativen Zusammenhänge
  • Was sind Störgrößen, die eine Messung eventuell schwierig oder unmöglich machen
  • Gibt es ausser Brechung und Interferenz eventuell noch andere Effekte, die hier ausgenutzt werden können.
  • Für ein Gerät ist natürlich auch ein brauchbarer Detektor wichtig. Welche Möglichkeiten gibt es hier?

Projektstart

  • Einen geeigneten Laserpointer beschaffen, eine solide Halterung konstruieren, die es erlaubt, den Laser, eine Glasplatte und einen Leuchtschirm zu halten.
  • Eventuell (falls vorhanden) kann man auch eine Digitalkamera mit abnehmbarem Objektiv als Detektor benutzen.
  • Weitere Detektoren könnten positionsempfindliche Dioden verwendet (oder selbst aufgebaut) werden. Überlegen Sie eine solche Möglichkeit.

Das GYPT ist eine Initiative von

Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V.

Universität Ulm

Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung

Empfohlen von der

Kultusministerkonferenz