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Nachricht |
majorana
Gast
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 majorana Verfasst am: 28. März 2013 18:43 Titel: Drehspiegelmethode warum nur ein Lichtfleck? |
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Meine Frage:
Hallo zusammen,
folgende Frage beschäftigt mich gerade: Ich habe mir die Drehspiegelmethode zur Messung der Lichtgeschwindigkeit hier angeschaut: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drehspiegelmethode.png
Aber wieso fällt das Licht nur auf den Punkt P bei rotierendem Spiegel? Wenn der Spiegel sich bewegt, müsste es doch Fälle geben, bei denen der Lichtfleck von P nach D wandert?
Meine Ideen:
Kann es vielleicht sein, dass wirklich zeitweise Licht auf andere Punkte fällt, aber nur der Punkt P einen signifikanten Lichtfleck aufweist, weil der festsitzende Spiegel das Licht aus einem größeren Winkelbereich bündelt?
Vielen Dank schon mal für eure Hilfe!
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 28. März 2013 19:10 Titel: Re: Drehspiegelmethode warum nur ein Lichtfleck? |
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| majorana hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage: Ich habe mir die Drehspiegelmethode zur Messung der Lichtgeschwindigkeit hier angeschaut: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drehspiegelmethode.png
Aber wieso fällt das Licht nur auf den Punkt P bei rotierendem Spiegel? Wenn der Spiegel sich bewegt, müsste es doch Fälle geben, bei denen der Lichtfleck von P nach D wandert? |
"Da sich der Drehspiegel in der Zwischenzeit weitergedreht hat und damit in einem anderen Winkel zum Lichtstrahl steht, wird der Lichtstrahl nun nicht mehr auf den Ausgangspunkt (die Lichtquellenöffnung) zurück reflektiert, sondern auf einen Punkt daneben auf dem Projektionsschirm. Voraussetzung ist eine hinreichende Winkelgeschwindigkeit des Spiegels"
http://de.wikipedia.org/wiki/Drehspiegelmethode
Ändere die Drehrichtung, dann wandert Lichtfleck nach D.
Oder veringere die Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels, so dass Lichtfleck P verlässt und näher zu D positioniert wird.
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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PhyMaLehrer
Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig
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| PhyMaLehrer Verfasst am: 28. März 2013 19:38 Titel: |
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Ich glaube, das Verständnisproblem liegt woanders. (Ich mußte jetzt auch erst mal überlegen.)
Der Lichtstrahl auf dem Hinweg überstreicht durch die Drehung des Spiegel einen Winkel von etwa 180°. Die Strecke s wird im Interesse einer hohen Meßgenauigkeit sehr groß sein. Nur bei einer ganz bestimmten Stellung des Drehspiegels "plus/minus ganz, ganz wenig" wird deshalb der reflektierte Strahl auf dem Hinweg die Linse und den festen Spiegel überhaupt treffen und zurückgeworfen werden. Dieser Strahl erzeugt dann auf dem Rückweg - inzwischen hat der Spiegel sich weiter gedreht - den Lichtfleck P. Bei anderen Stellungen des Spiegels kommt der Strahl gar nicht zurück.
Bei geänderter Drehzahl liegt der Lichtfleck P an einer anderen Stelle, aber es bleibt doch ein sehr begrenzter Fleck und er wird nicht zu einem "Lichtband"auseinander gezogen.
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majorana
Anmeldungsdatum: 28.03.2013
Beiträge: 4
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| majorana Verfasst am: 28. März 2013 20:31 Titel: |
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hi, danke für eure Antworten aber darin liegt nicht mein Verständnisproblem. Dass das Licht nicht zurückgeworfen wird, wenn es nicht den zweiten spiegel trifft ist klar.
Aber durch die Rotation erreicht der spiegel ja alle Positionen, auch die von mir eingezeichnete, bei der das Licht garnicht den zweiten Spiegel erreicht sondern auf den Punkt P' trifft. Wieso ist dieser denn nicht sichtbar?
 http://imageshack.us/photo/my-images/23/drehspiegelmethode2.png
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 28. März 2013 21:14 Titel: |
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Der Strahl pulsiert synchron mit jeder Umdrehung des Spiegels.
"Die Drehzahl bei maximaler Spannung beträgt ca. 500 U/s. Sie ist z.B. über die gezählten Impulse (Achtung: Spiegel hat Vorder- und Rückseite, es werden also 2 Impulse pro Umdrehung erzeugt)"
http://www.hsg-kl.de/faecher/ph/versuche/weitere/lichtges/lichtges.php
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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PhyMaLehrer
Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig
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| PhyMaLehrer Verfasst am: 29. März 2013 14:16 Titel: |
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| majorana hat Folgendes geschrieben: | | Aber durch die Rotation erreicht der spiegel ja alle Positionen, auch die von mir eingezeichnete, bei der das Licht garnicht den zweiten Spiegel erreicht sondern auf den Punkt P' trifft. |
Du hast natürlich recht. Daran habe ich gar nicht gedacht.
Auf dem Schirm wird natürlich ein heller Strich zu sehen sein, der erzeugt wird, indem der Drehspiegel den abgehenden Lichtstrahl in diese Richtung reflektiert. Aber zusätzlich müßte am Punkt P ein hellerer Fleck erscheinen, nämlich dort, wo der vom festen Spiegel (und dem Drehspiegel) reflektierte Strahl auftrifft.
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majorana
Anmeldungsdatum: 28.03.2013
Beiträge: 4
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| majorana Verfasst am: 30. März 2013 19:52 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Der Strahl pulsiert synchron mit jeder Umdrehung des Spiegels. |
Dankeschön, das klärt natürlich einiges.
Dann gibts auch keinen Strich wie PhyMaLehrer geantwortet hat.
Beste Grüße!
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PhyMaLehrer
Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig
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| PhyMaLehrer Verfasst am: 31. März 2013 10:57 Titel: |
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| majorana hat Folgendes geschrieben: | | Dann gibts auch keinen Strich wie PhyMaLehrer geantwortet hat. |
Na doch, aber der ist natürlich für die eigentliche Aufgabe "Messung der Lichtgeschwindigkeit" unerheblich.
Bei der im Bild gezeigten Position des Drehspiegels gibt es bei jeder Umdrehung ein Aufblitzen bei P.
Wenn der Spiegel sich in diese Richtung weiter dreht, wird der Lichtstrahl sofort Richtung Bildschirm reflektiert und wandert über den Bildschirm, wo durch die hohe Drehzahl ein waagerechter Strich entsteht.
Wesentlich ist aber eben nur der Lichtpunkt bei P.
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majorana
Anmeldungsdatum: 28.03.2013
Beiträge: 4
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| majorana Verfasst am: 31. März 2013 15:02 Titel: |
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| PhyMaLehrer hat Folgendes geschrieben: |
Wenn der Spiegel sich in diese Richtung weiter dreht, wird der Lichtstrahl sofort Richtung Bildschirm reflektiert und wandert über den Bildschirm, wo durch die hohe Drehzahl ein waagerechter Strich entsteht.
Wesentlich ist aber eben nur der Lichtpunkt bei P. |
Die Lichtquelle ist ja so getriggert, dass immer nur beim Passieren der richtigen Spiegelposition, nämlich die bei der das Licht um 90° nach rechts auf den anderen Spiegel gelenkt wird ein (im Vergleich zur Umlaufgeschwindigkeit des Spiegels) sehr kurzer Impuls ausgesendet wird.
Somit dürfte es meiner Meinung nach keinen Strich mehr geben. Der Fleck bei P ist allerdings minimal verschmiert, da der Lichtimpuls eine gewisse zeitliche Ausdehnung besitzt.
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PhyMaLehrer
Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig
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majorana
Anmeldungsdatum: 28.03.2013
Beiträge: 4
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| majorana Verfasst am: 31. März 2013 23:30 Titel: |
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| PhyMaLehrer hat Folgendes geschrieben: | | Aber die Lampe ist doch dauernd eingeschaltet, oder nicht? |
also wie D2 geschrieben hat eben nicht:
"Der Strahl pulsiert synchron mit jeder Umdrehung des Spiegels."
So dass das Problem gelöst sein sollte
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