interferenz,beugung von Licht < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | | Ich schreibe morgen eine Physik Klausur.Könntet ihr noch paar wichtige Infos hinzufügen mich korriegieren,ergänzen und ne Aufgabe stellen(schwere vlt).damit ich für die Klausur vorbereitet bin.Sag schonma Vielen DANK! |
hey leute!
Meine Kenntnisse:
Wenn Lichtwellen sich gegen Hindernisse bewegen, werden dadurch die Wellen gebeugt und bewegn sich nach den Huygens'schen Prinzip fort(Sie breiten sich gleichmäßig in nahezu alle richtungen Kugelförmig fort). Interfernez entsteht dann daduch, wenn sich die Wellen überlagern. Es kann dabei entweder zur konstruktiven oder destruktiven interferenz führen. Bei konstruktiver interferenz gilt für den Gangunterschied [mm] \Deltas=n*\lambda, [/mm] dies bildet den Interferenzmaximun n-ter ordnung. Bei destruktiver Interferenz gilt [mm] \Deltas=(2n-1)*\bruch{\lambda}{2},dies [/mm] bildet den Interferenzminimum. Wenn die Amplituden der Wellen gleich sind kann es auch bei der Differenz der beiden Wellen zur Wellenauslöschung führen(Licht+Licht=Dunkelheit). Dies kann man gut bildlich daarstellen indem man licht anhand eines Doppelspaltes beugt
wichtig zu Berechnung ist [mm] tan\alpha [/mm] = [mm] \bruch{Abstand der Maxima bzw Minima von der 0ten ordnung}{Abstand zwischen Spalt und Schirm}
[/mm]
Die können wir mit einer Zeichnung(hab ich leider nicht vorhanden, kann jemand hinzufügen wenn er will) [mm] erschließen.tan\alpha=\bruch{Abstand zwischen Maximum;Minimum}{Abstand zwischen Doppelspalt und Schirm}Dabei [/mm] können [mm] tan\alpha [/mm] für kleine Winkel mit [mm] sin\alpha [/mm] annähren. Der Winkel sollte dabei <10 grad sein da ansonsten die Nährung zu ungenau wäre. Ansonsten gilt für [mm] sin\alpha [/mm] beim doppelspalt [mm] \bruch{n*wellenlänge}{abstand der spalte}. [/mm] FÜr den Minima geht [mm] \bruch{2n+1}{2*Spaltabstand}*b\approxsin\alpha=\bruch{Abstand zwischen Maximum;Minimum}{Abstand zwischen Doppelspalt und Schirm}.
[/mm]
Beim Gitter aber darf nicht angenährt werden, da in der Regel der Winkel /alpha größer als 10 ist
Jetzt ist die Frage was ist der Unterschied zwischen Gitter und Doppelspalt:
Der Unterschied liegt dadran, dass beim Gitter deutlich mehr Hindernisse vorhanden sind.das heißt es Interferieren sehr viele Wellen.der Abstand der benachbarten Spalten wird Gitterkonstante genannt.Beim Doppelspalt gibt es überall ein Minimm, wo die Bedingnung [mm] (2n-1)*\bruch{lamda}{2}erfüllt [/mm] wird. Beim Gitter dagegen gibt es überall ei n Minimun, wo die Bedingung [mm] \Deltas=n*\lambda [/mm] nicht erfüllt ist.
Was ist kohärentes Licht?
kohärentes Licht, ist ein einfarbiges licht,dass aus einer gradliningen Quelle stammt,einfarbig ist und nur eine Frequenz bestitzt. ein gutes Beispielt dafür wär hier Laser. Inkohärentes Licht ist Licht das aus verschiedenen Wellenlänge besteht. Ein perfektes Beispiel hierfür ist Weißes licht.
Je höher die Frequenz ist, desto kleiner ist die Wellenlänge.
Warum wird bei der Beugung von weißes Licht, das Licht auf dem Schirm in den verschiedene Spektralfarben daargestellt. Dies liegt daran, dass weißes Licht verschiedene Wellenlängen bestitzt(400nm=ultraviolettes licht bis 780n= rotes licht). Durch ein Hinderniss(gitter) wird das Licht in den verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich stark abgelenkt.
Vielen DANK!
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Hallo!
Insgesamt sieht das sehr gut aus, allerdings mußt du für Formeln den Backslash verwenden 
Was mir aufgefallen ist, du hast da nen fehler beim Gitter gemacht. Das Gitter folgt dem gleichen Gesetz wie der Doppelspalt, nur beim Einfachspalt ists anders!
Eigentlich ist das gitter dem Doppelspalt ziemlich gleich, allerdings sind die Spalten sehr, sehr klein und besitzen ebenso kleine Abstände. Das Ergebnis ist ein sehr gut aufgelöstes, weil stark auseinander gezogenes Spektrum, das allerdings sehr schwach wäre, wenn da nicht noch sehr viel mehr Spalten wären.
In gewisser Weise wirkt sowohl der Mehrfachspalt als auch das Gitter als Einzelspalt, sodaß es da auch noch Effekte gibt. Die Intensität der Maxima wird mit steigender Ordnung immer kleiner, aber durch den Einzelspalteffekt werden sie irgendwann nochmal kurz größer. Der Effekt spielt aber eigentlich keie große Rolle!
Zm kohärenten Licht: Statt der gradlinigen Quelle (Was'n das?) würde ich eher von parallelen Strahlen sprechen.
Und: Zwischen konstruktiv und destruktiv gibts natürlich noch jede Menge zwischenstufen, das kommt bei dir so rüber, als würde es nur diese beiden Fälle geben.
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sehr vielen dank für antwort! könnt ihr mir vlt noch mehr ergänzungen auflisten und vlt auch paar aufgaben. will fit sein für meine Physik lk klausur morgen
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:14 Mi 12.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wann ist morgen? lohnt sich ne Antwort noch?
zu deinem vorigen post
1. ,Ende
verscieden Farben werden NICHT verschieden abgelenkt,( das gilt für Brechung, also Prisma) sondern die Maxima der Interferenz sind ja nach deinen Formeln von der Wellenlänge abhängig, liegen also an verschiedenen Stellen!
2. Kohärenz: besser Licht, was eine feste Phasenbeziehung hat und deshal interferieren kann. auch weisses Licht ist deshalb, wenn die Quelle klein genug ist, und die Interfernzordnung nicht zu groß kohärent, sonst sähest du beim Gitter kein Spektrum.
3. Licht kann man immer nach dem Huygenschen Prinzip beschreiben, nicht nur an nem Hindernis! an jeden Pkt als Erreger einer Elementarwelle auffassen.
Beim Doppelspalt bzw. Gitter, hat man nach dem gitter nur noch einige dieser Elwellen, kann also jeden einzeln Gitteröffnung als Ursprung einer Elementarwelle sehen, d.h. Licht breitet sich von da in alle Richtungen aus, man spricht von Beugung, usw....
Gruss leduart nur einige dieser Elementarwellen
Gruss leduart.
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hab noch diese paar stunden zu lernen!also Leute bin für neue infos und korrekturen dankbar! mir fehlen aufgaben die ich rechnen könnte...
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 18:17 Mi 12.09.2007 | | Autor: | leduart |
hallo
1. Auf ein Gitter mit unbekannter Gitterkonstanten fällt Lich der Wellenlänge [mm] \lambda= [/mm] 600nm in 3m Abstand vom Gitter seiht man maxima und Minima der Intensität.
die beiden ersten Maxima haben den Abstand 10cm.
a) bestimme g
b) wo liegt das 3-te max. für [mm] \lambda=450nm
[/mm]
c) welchen Abstand haben die 1, 2, 4, Maxima für die 2 Wellenlängen 600 nm und 610 nm
Kann man sie unterscheiden?
2. Doppelspalt Abstand der Spaltmitten g=0,1mm Breite der Spalte 0,02mm. wird mit rotem Licht 635nm beleuchtet.
Beobachtung in 4m Entfernung.
a) Was genau sähest du auf dem Schirm. bei ner Spaltbreite von 0,02mm oder kleiner begründe.
b)Der Spaltabstand bleibt, die Spaltbreite wird auf 0,05mm verbreitert, das 2. max verschwindet! begründe. wie muss man die _Spaltbreite wählen, damit das 3te max verschwindet.
c) erläutere, warum man mit dem Doppelspalt keine deutlichen Spektren bekommt.
3. Leite das Brechungsgesetz [mm] sin/\alpha/sin\beta=v1/v2 [/mm] für den übergang von einfarbigen Licht von einem Medium Mit Lichtgeschw. C1 in eines mit c2.
(das nur, wenn ihrs im Unterricht gemacht habt!
4. Erkläre, warum eine CD, die man etwa ins Sonnenlicht hält in verschiedenen farben reflektiert.
5. Erkläre (wenn ihrs gemacht habt,) warum eine Seifenblase , (ein ölfleck auf Wasser) in verschiedenen Farben "schillert"
Na, dann mal los! Und nächstes mal 4 bis 5 Tage vor der Klausur, lieber noch früher!
Gruss leduart
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danke für die Aufgaben!!!
1.
a)
[mm] \bruch{n*\lambda}{g}=\bruch{sn}{l}
[/mm]
[mm] \lambda=600nm=6m*10^-7 [/mm] l=3m sn=0,1m n=1
[mm] b=\bruch{n*l*\lambda}{sn}
[/mm]
[mm] b=\bruch{3m*6m*10^-7}{0,1m}
[/mm]
[mm] b=1,8m\*10^-5
[/mm]
b=g
g beträgt [mm] \bruch{9}{50000}m
[/mm]
b)
[mm] \lambda=450nm=4,5m*10^-7 [/mm] l=3m b=1,8m/*10^-5 sn=? n=3
[mm] sn=\bruch{l*n*d}{b}
[/mm]
[mm] sn=\bruch{3m*3*4,5m*^-7}{1.8m*10^-5}
[/mm]
sn=0,225m=22,5cm
Der 3-te max liegt bei 22,5cm
c)
n=1 [mm] \lambda=600nm
[/mm]
[mm] sn=\bruch{l*n*d}{b}
[/mm]
[mm] sn=\bruch{3m*1*6m*10^-7}{1,8m*10^-5}
[/mm]
sn=10cm
n=2
sn=20cm
n=4
sn=40cm
n=1 [mm] \lambda=610nm
[/mm]
sn=10,2cm
n=2
sn=20,3cm
n=4
sn=40,7cm
Rechnerisch sieht man den Unterschied schon.Optisch jedoch ist es schwer den Unterschied zu sehen, da der Unterschied der Maxima sehr gering ist!
2)
genau das kann ich nicht begründen. Kannst du mir das dann beantworten damit ich die Lösung weiß. das ist denk ich ma wichtig was ich nicht weiß
3)
haben wir nicht gemacht
4)
Man sieht auf der cd die spektralfarben, da das sonnenlicht aus verschiedenen Farben besteht, die jeweils alle bestimmte frequenzen und Wellenlängen besitzen.(400nm ultraviolletes Licht-780nm rotes Licht). Wenn das Licht dann gebeugt wird, dann enstehen an verschiedenen stellen die maxima, da die farben ja verschiedene wellenlängen besitzen.
Dann hät ich noch ne frage zu ne anderen Aufgabe:
Zeigen sie, dass sich die kontenurirlichen Spektren 2. 3. Ordnung teilweise überdecken. Die Spektren 1. und 2. Ordnung dagegen voneinander getrennt sind.
VIelen Dank!
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 00:57 Do 13.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Die erste Aufgabe ist richtig, du solltest im letzten Teil vielleicht sehen, dass man bei den max höherer ordnung die Linien grade noch unterscheiden kann.
Den Doppelspalt selbst mit sehr kleiner Öffnung wirst du wohl können. wenn die Breite der Öffnungen 0,05mm ist, löschen sich alle Wellen die aus dem Einzelspalt kommen aus, wenn der Gangunterschied der Randstrahlen [mm] =\lambda [/mm] ist.
das ist aber grade der Fall wenn der Gangunterschied der Mittelstrahlen der 2 Spalte grade [mm] 2\lambda [/mm] ist also im 2. max.
das dritte gibt es wieder, aber das vierte verschwindet auc.
Ich hoffe ihr habt den Einzelspalt behandelt. sonst ist das unverständlich.
Bei der CD muss du sagen, dass es sehr enge reflektieerende Streifen sind, es passiert dasselbe wie beim Gitter, nur dass jetzt in engen Abständen reflektiert wird, man nennt sowas ein Reflexionsgitter.
zu deiner letzten Frage:
Das war wahrscheinlich ein Gitter mit sehr kleinem g.
da kann es passieren, dass das Max. zweiter Ordnung von rot etwa da liegt, wo das max dritter Ordnung von blau liegt.
Indem Fall müsstest du einfach die Lage der Max 2ter dritter und 4ter Ordnung für die beiden Grenzen des Spektrums ausrechnenum zu zeigen, dass sie sich überlappen. je höher die ordnung, umso breiter das Spektrum.
(siehe auch deine Rechnung in 1 für 2 Wellenlängen nahe beieinander, die wäre entsprechen nur für etwa 400 und 600nm.
Achtung, hier nicht mer sin=tan!
Zu 5) Licht wird an der Vorder und an der Rückseite reflektiert, bei dünnen Schichten ist der Wegunterschied dabei in einer Richtung wieder so , dass für eine Farbe maxima entstehen, für ne andere grade Minima.
Gruss leduart
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Hallo!
Ein kleiner Fehler:
Daß sich die Spektren unterschiedlicher Ordnungen überlagern, ist nicht von der Gitterkonstante g abhängig.
Es gilt:
[mm] sin(\alpha)=\frac{n\lambda}{g}
[/mm]
Wenn sich zwei unterschiedliche Farben unterschiedlicher Ordnung überlagern, heißt das ja, daß die Beugungswinkel, und damit [mm] $sin\alpha$ [/mm] gleich ist:
[mm] \frac{n\lambda_1}{g}=\frac{m\lambda_2}{g}
[/mm]
also
[mm] $n\lambda_1=m\lambda_2$
[/mm]
und weg ist das g...
Es gilt also IMMER, daß sich 2. und 3. Ordnung bei weißem überlagern, während die erste völlig isoliert ist.
Ansonsten: Genau diese Aufgabe wollte ich eben stellen, die kam vor kurzem hier im Forum vor...
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 10:33 Do 13.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo EH
Vielen Dank fürs aufpassen, du hast natürlich recht!
Gruss leduart
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:55 Do 13.09.2007 | | Autor: | defjam123 |
Hey, danke für eure Hilfe! Hab die Klausur heute morgen geschrieben, waren 2 aufgaben drin, die ich leider nie gerechnet hatte und nicht wusste wie sie gehen. Könntet ihr mir vlt deshalb ein buch für die oberstufe empfehlen wo alles gut erklärt ist und viele aufgaben vorhanden sind. weil wenn ich ehrlich bin gabs in unserem schulbuch grad mal 1,2 aufgaben zu lichtwellen und das thema war kurz und kompliziert erklärt. bin in der 12 klasse, wäre gut wenn ich so ein buch hätte für Mathe und Physik. Der Preis ist mir egal
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:43 Do 13.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
erstmal ne recht gute Aufgabensammlung: Höfling , Physikaufgaben, Sekundarstufe II, Schülerausgabe (Taschenbuch)
da gibts auch ne Ausgabe für Lehrer, man kann seinen Lehrer bitten, ob er einem daraus Kopien gibt.
Welches Schulbuch habt ihr denn?
Bei uns gibts gute älter Physikbücher in der Stadtbibliothek, da würd ich mir erstmal ansehen, was mir liegt, und dann erst kaufen.
z.t. sind die alten Ausgaben besser als die Neuen.
Metzler, Dorn-Bader,
Veiweg Physik (Verfasser weiss ich grad nicht)
Höfling
find ich alle recht gut, hab allerdings nie die neuesten Auflagen.
Ich denk am besten lernt man, wenn man 2 Bücher benutzt, zu jedem Thema hat man dann 2 Darstellungen ,mehr Aufgaben, und versteht mal das eine, mal das andere besser.
Man kann auch -lang vor der Klausur- den Lehrer um ne Aufgabensammlung zum freiwilligen Lösen bitten. evt. mit der Möglichkeit, dass er Aufgaben sogar korrigiert, wenn man sie ordentlich geschrieben abgibt.
Aber uns gibts ja zur Kontrolle auch!
Wenn du noch mehr Vorschläge brauchst, stell ne neue Frage, bitte sie zur Umfrage zu machen, dann gibts möglicherweise mehr antworten.
Deine Mitteilung lesen wahrscheinlich nur die 2 die Dir bisher geantwortet haben.
Und wie gesagt: nicht erst 2 Tage vor derr Klausur melden,
Gruss leduarT
Gruss leduart
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danke dir, wie kann ich sie denn zur umfrage machen?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:47 Do 13.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Du stellst einfach ne normale Frage, aber neu, nicht in diesem thread, und bittest darin sie zur Umfrage zu machen. Das kann dann nur ein Moderator (sonst gäbs zu viele!)
Gruss leduart
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