Brechung, optisch dick dünn < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:24 Mi 11.06.2008 | | Autor: | krisu112 |
Hallo,
heute haben wir den Übergang von optisch dünn zu optisch dick beschrieben, da ist dann die Behauptung aufgekommen, das man immer einen Phasenübergang von pi bei einem Übergang von optich dünn zu dick hat, egal um welche Medien es sich handelt!
Ich versteh aber leider nicht warum???
Vielleicht könnt ihr mir ja helfen, im Vorraus Danke!
mfg
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Hallo!
zunächst muß man das präziser formulieren: Dieser Phasensprung tritt NUR bei der Reflektion auf, beim Durchgang niemals.
Man kann sich das anschaulich in der Mechanik erklären.
Stell dir vor, du hast eine ganze Reihe von Schwingern, meinetwegen federpendeln, hintereinander, die jeweils mit Federn untereinander verbunden sind:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Wenn du die rechte Masse antippst, wird sich eine Welle nach links durch alle Federpendel ausbreiten. (Das ganze sei jetzt noch aperiodisch gedämpft, sodaß der einzelne Schwinger nicht nachschwingt...)
Jetzt sei die letzte horizontale Feder ganz links fixiert:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Die letzte Masse wird also von der ankommenden Welle erfasst und ausgelenkt. Dummerweise läßt sich die Fixierung nicht auslenken, sodaß die rote Feder sehr stark gedehnt wird, und dadurch eine größere Kraft als die anderen auf die letzte Masse ausübt. Fazit: Die letzte Masse wird durch die starke Kraft regelrecht nach unten geschleudert, und das führt zu einer zurücklaugenden Welle, mit umgekehrter Amplitude bzw. einem Phasensprung.
Das entspricht der Reflektion an einem dichten Medium.
Andererseits, wenn links keine Wand und auch keine letzte Feder ist, würde die letzte Masse besonders weit ausschwingen, da jetz die Kraft der linken Feder fehlt. Dies bewirkt grade, daß die Welle so, wie sie kam, zurück läuft, also ohne Phasensprung.
Ich weiß nicht, ob dir das reicht, man kann das sicherlich auch mathematisch zeigen, da müßte ich mal nachschaun.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:58 Mi 11.06.2008 | | Autor: | krisu112 |
Hallo,
erstmal danke für die tolle Erklärung, jetzt hab ich das Verstanden, vor allem da es sich um eine Reflektion handelt und nicht, so wie ich mir es vorgestellt habe, um die gebrochene Welle die im 2. Medium weiterläuft!!!
Super Erklärung!
Aber für deinen mathematischen Beweis wäre ich auch dankbar, hab schon im TIPLER geforscht sowie im Netz, aber leider nichts passendes gefunden.
Wenn du also noch Zeit findest wäre ich dir sehr dankbar!
Eine weitere Frage die ich nun habe in Bezug auf deine Antwort:
eine elementare Wasserwelle die an einer Wand reflektiert wird, hat doch eine Phasenverschiebung von 0, da ich die Wand wie ein loses Ende sehe, oder??
mit freundlichen Grüßen
Marco
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Hallo!
Mir scheint, ich habe den Mund zu voll genommen, in meinen Unterlagen habe ich dazu jetzt nichts gefunden, und ich selbst bekomme es auch nicht zusammen.
Die Wasserwelle sollte auch meiner Meinung nach ohne Phasensprung reflektiert werden.
Zu meinem beispiel oben habe ich ![[]](/images/popup.gif) hier übrigens noch ne nette Zeichnung gefunden, das mit einem Seil zeigt.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 00:10 Mi 18.06.2008 | | Autor: | krisu112 |
DANKE für eure Hilfe
mfg
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:00 Sa 14.06.2008 | | Autor: | chrisno |
> Aber für deinen mathematischen Beweis wäre ich auch
> dankbar, hab schon im TIPLER geforscht sowie im Netz, aber
> leider nichts passendes gefunden.
>
Einen Beweis gibt es kaum, aber eine Herleitung. Schau mal unter Frensnel-Gleichungen. In der Herleitung spielen die Stetigkeitsbedingungen für das elektrische und magnetische Feld an der Grenzfläche eine zentrale Rolle. Wenn Du dann die Amplituden der diversen Wellen vergleichst, sollte auch der Phasensprung, oder eben keiner, da stehen.
Ein anderer Punkt ist, wie es zu den unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten in den Materialien kommt. Da erinnere ich mich, dass im Jackson etwas steht.
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![[]](http://positron.physik.uni-halle.de/VVB/Dias/Mechanik/Dia_M104.jpg){kind=small}
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