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Die Fachgruppe Physik der Universität Erlangen-Nürnberg beteiligt sich mit einer Reihe öffentlicher Vorträge am bundesweit durchgeführten Jahr der Physik. Den nächsten Vortrag in dieser Reihe hält am kommenden Samstag, 1. April 2000, um 11.00 Uhr im Hörsaal G des Erlanger Physikums, Staudtstraße 7, Prof. Dr. Gerd Häusler vom Lehrstuhl für Optik zum Thema "Vom Backenzahn zum Bamberger Dom - Optische 3D-Sensoren helfen der Gesundheit und der Kunst".
Prof. Häusler erläutert in seinem Vortrag, wie diese Sensoren funktionieren und vermittelt mit Hilfe von Animationen dreidimensionale Eindrücke von den Anwendungsmöglichkeiten. Nach dem Vortrag besteht zwischen 12.00 und 13.00 Uhr Gelegenheit zu einem kurzen Rundgang durch den Lehrstuhl. Die Besucher haben dabei die Möglichkeit ein 3D-Bild ihres Gesichtes anfertigen zu lassen.
Die Optische Forschung hat in den letzten Jahren eine ungeahnte Renaissance erlebt. Sie ist allgegenwärtig, obwohl oft im Verborgenen. Viele technische Errungenschaften wie moderne Computerchips sind ohne Hochleistungsoptik nicht möglich, ebenso wie die Kommunikation durch Glasfasern oder moderne medizinische Diagnostik. Am Lehrstuhl für Optik wird an solchen Grundlagen gearbeitet, aber es wird auch daran gearbeitet, die neuesten Ergebnisse anwendungsreif zu machen.
Prof. Dr. Gerd Häusler, Leiter der Arbeitsgruppe "optische Messtechnik" am Lehrstuhl für Optik, wird über neue Methoden zur dreidimensionalen Vermessung von Objekten und die Anwendung dieser Methoden in Technik, Kunst und Medizin berichten. Neue optische Sensoren gestatten es, die geometrische Gestalt von nahezu beliebigen Objekten berührungslos, schnell und mit extremer Genauigkeit zu erfassen. Zum Beispiel kann man auf diese Weise die Form "Wafern", den Basisbausteinen von Computerchips, auf wenige Atomdurchmesser genau bestimmen. Im Maschinenbau braucht man es weniger genau: hier reicht der tausendste Teil eines Millimeters. Die Vermessung von Zähnen in der Dentaltechnik sollte mit weniger als 1/100 mm Fehler erfolgen. Für die orthopädische Diagnose einer Wirbelsäulenverkrümmung reicht ein Millimeter. Für alle diese Anwendungen stellt die Optik Sensoren bereit.
Vor allem im medizinischen Bereich gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten: Noch wird in der Dentaltechnik bis jetzt meist ein Abdruck vom Zahn gemacht, der vom Zahnarzt präpariert wurde, um davon per Abguß eine Krone oder ein Inlay zu fertigen. Hier gibt es starke Bestrebungen, den "mechanischen Abdruck" durch einen "berührungslosen optischen Abdruck" zu ersetzen. Die Fertigung der Krone erfolgt dann durch computergesteuertes Fräsen. Diese Technik kann genauer, kostengünstiger und patientenfreundlicher sein. Ein weiteres Beispiel aus der medizinischen Diagnostik ist die Möglichkeit, mit Licht unter die Haut zu sehen und auf diese Weise zum Beispiel die Dicke von Hauttumoren zu messen.
Ein anderes Beispiel für die Anwendung optischer Meßtechnik ist demnächst am Bamberger Dom zu besichtigen: dort hat man bereits vor vielen Jahren die kunsthistorisch bedeutenden 800 Jahre alten Steinplastiken entfernt, um sie vor dem Angriff von Wind und Wetter zu schützen. Sie stehen nun im Dom, um als Teil des Weltkulturerbes erhalten zu bleiben. Das Fürstenportal ist kahl. Mit den neuen optischen Sensoren ist es nun möglich, die Figuren mit Sub-Millimeter-Genauigkeit abzutasten, und nahezu perfekte "virtuelle Kopien" im Computer zu erzeugen. Dazu müssen mehrere hundert 3D-Aufnahmen aus verschiedenen Richtungen angefertigt und wie ein dreidimensionales Puzzle zusammengesetzt werden. Sowohl die Sensoren als auch die Algorithmen dazu wurden am Lehrstuhl entwickelt. Von der "virtuellen Kopie" kommt man so zur "realen Kopie", durch ein neues Verfahren des "rapid prototyping": aus Kunststoff wird das Objekt in Schichten aufgebaut, die jeweils nur wenige Zehntel Millimeter dick sind. Nach etwa einem Tag ist das Objekt als Kunststoffmodell fertig. Davon kann ein Silikonabguß erzeugt werden, von dem wird schließlich ein kunststoffgebundener Steinabguss erzeugt. Erste Experimente haben gezeigt, daß die Originaltreue verblüffend ist.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung startet im Jahr 2000 zusammen mit den großen deutschen Forschungseinrichtungen die bundesweite Initiative "Wissenschaft im Dialog". Die auf mehrere Jahre angelegte Initiative beginnt mit dem Jahr der Physik. Neben zentralen Veranstaltungen in Berlin und Bonn werden überall in Deutschland an Universitäten, Forschungseinrichtungen und Schulen Aktionen und Experimente zum Jahr der Physik stattfinden.
* Weitere Informationen:
Lehrstuhl für Experimentalphysik (Optik), Prof. Dr. Gerd Häusler
Staudtstr. 7 B2, 91058 Erlangen,
Tel.: 09131/85 -28382, Fax: 09131/13508
E-Mail: haeusler@physik.uni-erlangen.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Mathematik, Physik / Astronomie
überregional
Buntes aus der Wissenschaft
Deutsch
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