Licht weiter reflektieren

Wissenschaft Physik
#1

Hallo, fuer mein Projekt möchte ich Licht kilometerweit -weiter-reflektieren.

Die Idee ist es Eine Hauptlichtquelle zuhaben (Scheinwerfer) und ca. 100 Meter weiter das licht aufzufangen und es in eine andere Richtung weiterzuleiten ( reflektieren) und so weiter. Nun habe ich zwei fragen:

  1. Welche Lichtquelle strahlt genug licht aus um es sagen wir über 3 km weiterleiten zu können

  2. Welche Reflektoren ( Material oder Konstruktion) könnten das Licht gut weiter leiten.

Ich hoffe die Frage ist verständlich genug formuliert ich werde auch noch einen Link posten mit einer ideen-skizze.

hoffe Ihr wisst da was :smile:

#2

Da stellen sich erst mal ein paar Gegenfragen. Vor allem:

  • Zu welchem Zweck?
  • Muss es sichtbares Licht sein, oder Infrarotlicht?

Grundsätzlich, wenn es sich um Licht für Beleuchtungszwecke handeln sollte:
Für sowas gibt’s Scheinwerfer zu kaufen. Aber es gibt auch einfache Zusammenhänge:
Je weiter das Licht tragen soll, desto stärker muss Deine Hauptlichtquelle gebündelt werden. Und je stärker es gebündelt werden soll, desto größer muss der Reflektor sein. In dem Fall ist ein parabolischer Reflektor nötig, um näherungsweise paralleles Licht zu erzeugen.

der 100m entfernte Reflektor muss dann ein gerader Spiegel sein.

Im Prinzip reicht eine Kerze als Lichtquelle. Leuchttürme des Altertums hatten oft nicht mehr als ein paar Fackeln und waren bis zum Horizont des Meeres sichtbar.

Aber vielleicht brauchst Du auch mehr Licht? Dann solltest Du z.B. eine Xenonlampe für Kinoprojektoren mit ein paar tausend Watt Anschlussleistung. Die haben einen extrem kleinen Brennfleck, was Deinen Reflektor kleiner und billiger macht. Da kommt sehr viel Licht aus einem extrem kleinen Punkt raus.

Die kleinen Lampen mit 1000 Watt kriegst Du schon für etwas weniger als 500,- € das Stück (z.B. OSRAM XBO). Der Reflektor sollte mit Oberflächentoleranzen von wenigen Promille gefertigt sein und sogenannte „MIRO SILVER“-Beschichtung haben, die 97% des Lichts reflektieren kann. Am Besten lässt sich ein solcher Reflektor durch Rollwalzen oder Tiefziehen herstellen. Eventuell gibt es Hersteller, die schon fertige Paraboloidreflektoren anbieten.

Auch der flache Spiegel in 100m Entfernung muss aus hochreflektierendem Material sein und mindestens so groß sein, wie die Öffnung Deines Parabolreflektors, eher größer.

Wenn Du allerdings Infrarotlicht weiterleiten möchtest, solltest Du lieber Glasfasern verwenden. Diese sind tausendmal durchsichtiger als Luft, sie haben eine sehr geringe Dämpfung für Infrarotlicht, d.h. Du kommst bis zu 60 km ohne Verstärkung weit.

Hallo, fuer mein Projekt möchte ich Licht kilometerweit
-weiter-reflektieren.

Die Idee ist es Eine Hauptlichtquelle zuhaben (Scheinwerfer)
und ca. 100 Meter weiter das licht aufzufangen und es in eine
andere Richtung weiterzuleiten ( reflektieren) und so weiter.
Nun habe ich zwei fragen:

  1. Welche Lichtquelle strahlt genug licht aus um es sagen wir
    über 3 km weiterleiten zu können

Die Frage die sich hier stellt ist eigentlich: Wie hell soll es denn in 3 km Entfernung sein? Also wieviel Lux?

  1. Welche Reflektoren ( Material oder Konstruktion) könnten
    das Licht gut weiter leiten.

siehe oben.

Ich hoffe die Frage ist verständlich genug formuliert ich
werde auch noch einen Link posten mit einer ideen-skizze.

hoffe Ihr wisst da was :smile:

#3

Hallo!
Nicht meine Baustelle. Ich mach nur Bühnen und Fassaden hell und dunkel. Über Entfernungen ab 90m wird es zu speziell.
mfg J.B.

#4

hey, erstmal vielen dank fuer die super schnelle Antwort! hat mir auf jedenfall schon weiter geholfen.

gibt es denn einen kreisförmigen Reflektor der ein loch in der Mitte hast so das das licht Aufgefangen und weitergeleitet wird,? sorry fuer die dummen fragen aber hab leider kaum Ahnung von diesem gebiet.

Da stellen sich erst mal ein paar Gegenfragen. Vor allem:

  • Zu welchem Zweck?

Es soll eine Lichtroute sein

  • Muss es sichtbares Licht sein, oder Infrarotlicht?

zu diesem zweck sollte das licht sichtbar sein und wenn möglich auch zwischen den Reflektoren wenn das Wetter das zulaesst.

der 100m entfernte Reflektor muss dann ein gerader Spiegel
sein.

muss grade sein? wenn er nicht gewinkelt ist wird das licht ja einfach nur zurückgeschickt oder?!

#5

1: Ein Laser
2: Silber hat immer noch die besten refelktionseigenschaften beim sichtbaren specktrum.

*anmerkung*
schlage dir das aus den kopf es gibt nix bezahlbares der gleichen.
zumindest für den heim gebrauch.

veranstaltungstechnisch gibt es diese sky beamer
bzw die vermesschungstechnik bei der landvermessung ist laser gestützt, aber die dinger kosten auch ein bissel was

#6

Lichtquelle: Laser
Reflektor: Silberspiegel

#7

tach
diese idee würde ich mindestens mit einem laser realisieren, da licht aufgrund der teilchen in der atmosphäre immer weniger wird je weiter es strahlt, ist es ziemlich schwierig dermaßen große entfernungen mit herkömmlichen möglichkeiten zu überbrücken.
und selbst dann kommt nach 3 kilometern warscheinlich nichts mer an.
(soweit ich mich richtig erinnere gillt die „faustregel“
licht nimmt im quadrat zur entfernung ab. bitte prüfe das nochmal!)
zu dem: jedesmal wenn das licht in ein anderes medium (zb. von luft zu glas) übergeht treten verluste auf, im weltraum sieht das ein bisschen anders aus. siehe wikipedia licht, reflexion, brechung.
am bessten du unterhältst dich mal mit einem physiker oder einem physiklehrer über dieses thema.

ich würde das experiment einfach kleiner machen, sagen wir 10m und 300m.

schöne grüße
und viel erfolg

#8

Da bleiben viele Fragen offen:
Welcher Winkel soll zwischen dem ankommenden und dem abgehenden Lichtstrahl erforderlich sein?
Welche Lichtleistung soll nach 3 km ankommen?
(bei insgesamt rund 30 Ablenkpunkten!)
Was soll damit beleuchtet werden?
Zu welchem Verwendungszweck - was soll damit signalisiert werden?
Vor allem, was soll die Lösung kosten?
Lösungen:

  1. mit leistungstarken LED (Anzahl?), je 10 Watt.
  2. Laserlicht: extreme Bündelung (aber wenig Helligkeit)
  3. Es gibt sehr leistungsstarke Scheinwerfer:
  • z.B. auf Panzern, diese leuchten mehrere Kilometer weit.
  • oder (zumindest früher) Artilleriescheinwerfer
  • oder Discoscheinwerfer

Reflexionsmaterial und -arten > temperaturabhängig > ob 10 Watt oder 1000 Watt: Hochglanz-Alu (98 - 99 % Reflexionswert) oder hochglanzpolierter Edelstahl.
Bündelung z.B. mit Solarkocher, seitlicher Lichteinfang, und Weiterleitung mit der Bündelung durch Verstellen der Lamellenreflektoren.
Vor allem muss der Wölbungsgrad der Reflexionsfläche genau berechnet werden.

#9

Ha,Ha „Ich hoffe ihr wisst da was“
Ich hätte gerne gewußt was mit dieser Aktion erreicht werden soll??
Am Endpunkt zu sehen ob in 3 Km Entfernung eine Lampe brennt?
Nun, die Lichtintensität fällt mit dem Quadrat der Entfernung.
Theorie: http://www.schulphysik.de/strutz/ABQUAD.pdf

Hauptsächlich ist das eine Frage der Bündelung.
Autoscheinwerfer könnte man vielleicht gerade noch wahrnehmen. Das sind (neuerdings) Halogenlampen mit Parabolspiegel.
Die hellsten herkömmlichen Lampen sind Gasentladungs- Lampen z.B. in Form eines Spotscheinwerfers, also Parabol Reflektor und Linsen, die das Licht zum Strahl bündeln (große Brennweite).
Zum Umlenken fallen mir nur Spiegel ein. Das haben die Chinesen schon mit dem Sonnenlicht gemacht.
Jeder Spiegel hat natürlich einen Dämpfungsgrad, wieviel Db bin ich auch überfragt. Eine Frage der Güte des Materials und schön mit Sidolin geputzt.
Die optimalste Bündelung hat natürlich ein Laserstrahl.
Showlaser im Outdoor bereich schaffen das. die gehen bis 100W Leistung und kosten entsprechend, ungeachtet der Betriebs Erlaubnis.
Theorie: http://www.itler.net/2010/02/show-laser-lexikon-grun…
Dann kommt noch die Luft-Beschaffenheit (extrem ist Nebel) und die Wellenlänge der Lichtquelle ins Spiel.
Weiterhin die mechanische Standhaftigkeit der Quelle.
Jedes Husten erzeugt auf diese Entfernung eine riesen Änderung im Ziel (das umgekehrte Himmelsfernrohr).

Also alles eine Frage: was will man am Ziel feststellen.

Wünsche viel Spaß beim Experimentieren.
LG Rüdiger

#10

http://www.putlocker.com/file/1MEVOF83NJQ8OW48#

Welcher Winkel soll zwischen dem ankommenden und dem
abgehenden Lichtstrahl erforderlich sein?

der winkel is unterschiedlich und abhängig von der Richtung,

Welche Lichtleistung soll nach 3 km ankommen?

die Lichtleistung sollte so konstant wie möglich sein, wie bei einem Leuchtturm Scheinwerfer also sehr stark gebündeltes licht.

Was soll damit beleuchtet werden?

nichts soll damit beleuchtet werden es geht vielmehr um sie Sichtbarkeit des lichtes an sich.

Zu welchem Verwendungszweck - was soll damit signalisiert
werden

es geht darum eine Lichtroute zu erschaffen wo such sichtbare licht"Balken" oder licht Stränge sollen einen weg entlang reflektiert werden.

Vor allem, was soll die Lösung kosten?

Erstmal geht es darum welche Lösung das Problem lösen kann und Geld spielt keine rolle.

  1. mit leistungstarken LED (Anzahl?), je 10 Watt.
  2. Laserlicht: extreme Bündelung (aber wenig Helligkeit)
  3. Es gibt sehr leistungsstarke Scheinwerfer:
  • z.B. auf Panzern, diese leuchten mehrere Kilometer weit.
  • oder (zumindest früher) Artilleriescheinwerfer
  • oder Discoscheinwerfer

welche dieser Möglichkeiten hat eine ca.20 cm Lichtquelle und strahl am weitesten mit einer sehr guten licht - Bündlung und licht Intensität oder auch licht Sichtbarkeit

Reflexionsmaterial und -arten > temperaturabhängig > ob 10
Watt oder 1000 Watt: Hochglanz-Alu (98 - 99 % Reflexionswert)
oder hochglanzpolierter Edelstahl.
Bündelung z.B. mit Solarkocher, seitlicher Lichteinfang, und
Weiterleitung mit der Bündelung durch Verstellen der
Lamellenreflektoren.
Vor allem muss der Wölbungsgrad der Reflexionsfläche genau
berechnet werden.

???

hmm versteh ich nicht. also versteh ich schon, kann mir das praktisch nur nicht vorstellen. die Anpassung der einzelne Reflektoren könnte doch vor Ort und Situation abhängig geregelt werden.

hier eine zeichnung: http://www.linamariekoeppen.de/Lina_Marie_Koeppen/LI…

#11

Hallo Ikoeppen,
da müßte man jetzt zunächst wissen, ob Du Information oder Energie übertragen willst (willst Du etwas beleuchten oder einen „Lichttelegrafen“ bauen)? Danach richtet sich auch die Art der Lichtquelle. Es gibt haufenweise Lichtquellen mit ausreichender Intensität, aber natürlich kann so ein System je nach gewählten Komponenten auch sehr verschieden teuer werden :smile:

Mit einem einfachen Laserpointer beispielsweise kannst Du locker über 3km leuchten. Ist noch problemlos erkennbar.

Hilft das erstmal?
LG,
Mario.

#12

Zur Frage 1.:

Die Lichtquelle allein ist nicht ausschlaggebend, sondern die Bündelung, mit welcher das austretende Licht ohne ausschweifende Steuung weitergeleitet wird. Als Lichtquelle bietet sich heute Xenox an oder besser noch Laser (allein wegen der Bündelung).

Zur Frage 2.:

Mit einfachen Reflektoren übder diese Entfernung zu arbeiten, ist schwierig und zudem enorm aufwendig. Es stellt sich hier die Frage, für welchen Zweck das Licht weitergeleitet werden und was damit an der Empfangsstelle gemacht werden soll, d. h. welche Lichtmenge bzw. Konzentration überhaupt benötigt wird. Insoweit ist diese Frage so kaum brauchbar zu beantworten.

#13

Sehr geehrter Kunde,

Vermutlich ist einen 100 Watt Scheinwerfer Hell genug.

Zum Ablenken sind Verchromter Hohl Spiegel zu benützen.

Ich hoffe, Ihnen geholfen zu haben.

Mit freundlichen Grüße,

Guy Slambrouck

Remscheid

#14

Du brauchst dazu ein kohärentes Licht (Laser)
Zum Refektieren am besten ein Spiegel