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Beugung am Gitter und Mehrfachspalte

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2.8 Beugung am Gitter und Mehrfachspalte
Wir haben bisher das Gitter in E2 und Q2 kennengelernt, aber nur die Entstehung von Maxima.Schickt man weißes Licht durch ein Gitter, so ist auch das 0. Maximum weiß, aber für alle anderen Maxima wird das Licht nach Wellenlängen sortiert: Innen liegt der blaue Teuil, außen der rote Teil des Spektrums.Die Erklärung dafür ist auf der Extraseite zusammengefasst:Maxima beim Gitter Oft gibt es Aufgaben, bei denen 3- oder 4-fach Spalte diskutiert werden sollen. Alle solche Aufgaben kann man auf ein Gitter mit N Öffnungejn zurückführen.Deswegen leiten wir jetzt die Formel für Minima beim Gitter her und werden dann drei Dinge sehen:Beobachtungen am Gitter:
- Wenn alle Öffnungen zu einem Maximum beitragen, dann sprechen wir von einem Hauptmaximum. Die dafür notwendige Theorie haben wir schon.- Es kann aber nur ein Teil der Öffnungen zu einem Maximum beitragen. Die nennen wir dann Nebenmaxima. Zwischen den Nebenmaxima liegen dann die Minima (oft auch Nebe…

Spielereien mit Beugungsobjekten, ein Tribut an Monsieur Fourier

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2.7 Beugung an Öffnungen und Hindernissen
Ein paar Bilder sind während des Unterrichts gelungen, die möchte hier zusammenstellen und erläutern:Beugung an einem kleinen Loch:Das Beugungsobjekt ist ein Kreis, also entstehen Kreisringe als Maxima. In der Mitte ist der helle Fleck des durchgehenden Lichtes zu sehen. Auch dort gibt es schwache Interferenzen, die aber überstrahlt werden und hier nicht sichtbar sind.
Beugung an einem dünnen Draht:

Wir haben auch das Theorem von Babinet erwähnt: Beugungsbilder von komplementären Objekten (Loch, Scheibe, Draht, Spalt) unterscheiden sich nur unwesentlich.Dann haben wir uns das Beugungsbild eines Gitters angesehen:Die Maxima verraten uns, wie das Gitter im Raum orientiert ist:Gitteröffnungen senkrecht angeordnet
Gitteröffnungen waagerecht angeordnet: Merkt ihr was? Ich hab mich nicht verschrieben....Kreuzgitter:Drähte sind senkrecht zueinander gespannt.
Es überlagern sich zwei Beugungsbilder, die helle Punkte an den Kreuzungsstellen bilden.
Wichtig:Da…

Der echte Doppelspalt

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2.5 Der echte Doppelspalt: Animation und Versuch

Was heißt echt?Bisher haben wir immer angenommen, dass aus jeder Öffnung des Doppelspaltes genau eine Welle austritt. Das wird aber kaum passieren. In der Regel ist jede Öffnung auch ein Spalt mit eigener Interferenz und Beugung.Da die beiden Öffnungen des Doppelspaltes identisch groß sind, haben wir den folgenden Fall vorliegen:Das aus den Spalten austretende, schon gebeugte und zu Interferenz "zusammengefasstes" Licht überlagert sich noch einmal.Da die beiden Spalte aber weiter voneinader entfernt sind als deren Öffnungen groß sind (Spaltöffnung D << Abstand d) liegt die Beugung des Doppelspaltes innerhalb der Beugung der Spalte (siehe Filmserie...).Praktisch gesagt: Der Doppelspalt zerlegt die Spaltmaxima in kleinere Bereiche.Das seht euch erst einmal in dieser tollen Anitmation bei Leifi an (ignoriert die Rechnung untendrunter):Der echte Doppelspalt- Fangt mit der kleinstmöglichen Wellenlänge an.
- Wählt als Spa…

2.6 Video und Übungsaufgaben zu Spalt und Doppelspalt, Klausur

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Das Video erklärt sehr schön die fehlenden Maxima beim Doppelspalt...
Links zu Aufgaben mit Lösungen in Leifiphysik
Je mehr desto
Maximale Wellenlänge
Berechnen von d Leichte Aufgabe Farbiges Licht Aufgabe:
 Drei einzelne Spalte (jeweils so schmal, dass nur eine Elementarwelle herauskommt), werden in Abständen von je 0,1 mm angeordnet und mit Licht der Wellenlänge 650 nm bestrahlt. Das nennt man einen Dreifachspalt. Unter welchen Winkeln gibt es Interferenzmaxima? Vergleiche ihre Intensitäten miteinander.Aufgabe:
Zeichne einen Intensitätsverlauf, so wie auf der Zusatzseite "Spalttheorie" ganz am Ende zu sehen,  für: a) Spalt mit D = 0,01 mm, e = 2m, Wellenlänge 650 nm. Als x-Achse soll aber nicht der Winkel sondern der Abstand a auf dem Schirm zum 0.Maximum dargestellt werden. Das 0.Maximum soll die Intensität 1 haben. b) Doppelspalt aus zwei Einzelspalte mit d = 0,1 mm, alle anderen Angaben wie oben c) Was verändert sich an den Graphen, wenn die Wellenlänge vergrößert wird bzw. D o…