P18: Die zwei B´s, die man leicht verwechselt...

 2. Interferenz und Beugungserscheinungen   

   2.1 Brechung und Beugung: Nicht verwechseln!

Zu Beginn dieser Unterrichtseinheit müssen wir Brechung und Beugung gegeneinander abgrenzen.

Am Ende führen wir sie wieder zusammen...

Mit Brechungserscheinungen habt ihr euch schon in der Mittelstufe beschäftigt:

Licht wird gebrochen, wenn es von Luft in  Glas läuft und umgekehrt, also immer, wenn es das Ausbreitungsmedium wechselt.

Mit dieser Erkenntnis konnte man  Linsen bauen, das hat z.B. Huygens (1629 -1695) gemacht.

Zur Wiederholung das Huygensche Prinzip:

Jeder Punkt einer Wellenfront kann als Ausgangspunkt kugelförmiger Elementarwellen angesehen werden, die sich mit gleicher Wellenlänge wie die Wellenfront nach vorne ausbreiten und neue Wellenfronten zusammensetzen.

lernhelfer.de

In der Oberstufe setzen wir Linsen bei Experimenten ein.

Dazu müsst ihr wissen:

Eine Linse sammelt parallel zur optischen Achse auftreffende Lichtstrahlen auf der anderen Seite im Brennpunkt. Und umgekehrt, kann ich Lichtstrahlen, die durch den Brennpunkt kommend in die Linse eintreten als parallele Lichtstrahlen austreten lassen.

Vorlage: Universität Wien

In E2 und besonders Q2 haben wir uns ausführlich mit Brechung beschäftigt. Das habe ich alles auf einer Extraseite zusammengestellt. Die solltet ihr jetzt als Wiederholung durcharbeiten.

Brechung

Aber auch das Video, was unter den Extraseiten verlinkt ist, solltet ihr euch ansehen und wichtige Inhalte notieren.

Eine moderne Weise, Brechung zu erklären, ist die Folgende:

Licht geht alle möglichen Wege. Durch Interferenz wird nur das Licht sichtbar (verstärkt sich), das den Weg verfolgt, der dem Brechungsgesetz genügt.

Verhindern wir nun durch Blenden oder Hindernisse einige der möglichen Wege, so entstehen andere Interferenzerscheinungen, die wir als Beugungsbild sehen.

Beugung tritt also immer auf, wenn Licht auf seiner Ausbreitung behindert wird (nicht nur abgebremst wird). Es muss dann "um die Ecke gehen"...das können nur Wellen.

Auch das wird auf der Extraseite wiederholt und erläutert.

Um Interferenzerscheinungen zu erzeugen, kann man entweder Lichtstrahlen zusammenführen (z.B. durch Spiegel, werden wir kennenlernen) oder aber gebeugtes Licht beobachten. An verschiedenen Teilen des Hindernisses abgebeugte Lichtwellen können zusammen treffen und interferieren.

Das macht man bei Doppelspalt, Spalt, Gitter so.

Lustig wird es, wenn Brechung und Beugung zusammen auftreten...bei Interferenzerscheinung an dünnen Schichten wie bei einem Ölfilm auf Wasser oder der Haut einer Seifenblase. Dann wird es bunt...

Das war ein kleiner Ausblick auf das, was wir in den nächsten Wochen erarbeiten werden und was die Macher von Abiaufgaben ganz fürchterlich gern haben...

Schmeicheln wir uns bei ihnen ein und lernen es....