destruktive Interferenz

Gast LordNaikon · Gast

ich hoffe ich stelle keine frage, die schon mal gestellt und schon beantwortet wurde. ich habe die suchfunktion benutzt und zu meiner frage keine antwort gefunden.

zunächst einmal einen schönen guten tag .. ich bin neu hier und freue mich schon auf gute gespräche smile

kommen wir gleich zu frage.

bei den interferenz erscheinungen z.b. am doppelspalt, kommt es ja zu arealen konstruktiver und destruktiver interferenz.

meine frage die sich mir stellt, ist wo ist die energie in den "weginterferierten" teilen ? eine antwort die ich mal erhalten habe war, das nur eine intensitäts umverteilung statt findet und die gesamt energie gleich bleibt. dafür, das die energie in den destruktiven teilen weg ist ist sie halt um den betrag in den konstruktiven höher und die gesamt energie bleibt gleich.

das hat mich bis jetzt aber nicht sonderlich befriedigt, wie sich einige sicherlich denken können.

ich habe da nämlich ein problem mit folgendem gedanken experiment. was passiert mit der energie in einer anordnung wo sich das licht föllig weg interferiert?

dazu habe ich mir volgende anordnung ausgedacht

http://i.domaindlx.com/wulverin/stuff/phase.JPG

was passiert mit den lichtstrahlen nach dem spiegel? sind sie weg oder wie ? eigentlich müssten sie sich doch föllig weg interferieren. eine umverteilung der intensivitäten kann es nicht geben, da es keine punkte von konstruktiver interferenz gibt.

ich hoffe ihr konnt mich aufklären, da ich jetzt beführchte , das sich das universum weg interferiert Zunge raus

mit freundlichen grüßen lord naikon

Nikolas

Die Energie steckt in den Maxima. Die Energie ist quadratisch proportional zur Intensität und versteckt sich damit in den Intensitätsmaxima. Wenn du dir mal ein Energie-Interferenzmuster hinmalst, kannst du abschätzen, dass da nichts verschwindet.

LordNaikon · Gast

das es sich in den maximas "versteckt" hab ich ja auch schon mitbekommen! was ist aber , wenn es keine maximas gibt?

so wie in meiner abbildung oben.. vieleicht , sollte ich noch ein paar worte darüber verlieren.

2 laser die in einem winkel von 90° stehen , werden an ihrem schnitt punt ducrch einen halndurchlässigen spiegel geteilt.

da der obere um 180° der wellenlänge phasenverschoben ist liegen sich die beiden strahlen nach dem spiegel so übereienander , das wellen beg und wellen tal aufeinander liegen. also jeweil die hälften der beiden laser liegen dem anderen übereienander. es gibt also nur destruktive interferenz. also ist eine umverlagerung der energie in die maximas oder teile der konstruktiven interferenz nicht möglich , aus dem einfachen grund das es keine gibt!

es müsste doch den anschein haben also würde nach dem spiegel keiner der beiden laser strahlen rauskommen oder reflektiert werden !!

wenn das der fall wäre hätten sie sich vollständig weg interferiert!!!!
und damit steiggt meine angst nach dem völligen weg interferierren des universums Zunge raus

Gast

die gestrichelten linien sollen NICHT ein interferenz muster oder so darstellen!!!! sonder das es die "flugbahn" des laserstrahles ist , der nicht mehr da ist!

ich habe einen ausschnitt von der "gestrichelten linie" gemacht .. in dem sieht man wie sich nach dem spiegel die beiden hälften der laser überlagen und sich destruktiv interverieren.

um es noch einmal deutlich zu machen es gibt nach dem spiegel keine maximas mehr nur minimas! das licht scheint weg, völlig!

Nikolas

Du hast bei deinem Experiment ein paar Einflüsse vergessen:

- Bei der Reflektion erhällt der Strahl noch einen Phasensprung um pi/2.
- Wenn der Strahl reflektiert wird, nimmt seine Amplitude je nach Spiegel (Dicke,Material) unterschiedlich stark ab. Wenn jetzt zwei Strahlen unterschiedlicher Amplitude interferieren, werden sie sich nicht mehr vollständig auslöschen können.
- Beim Übergang von einem dünneren in ein dickeres Medium erhält ein Strahl einen Phasensprung von pi.

Wenn du mit diesen Sachen noch mal dein Experiment durchrechnest, wirst du wahrscheinlich rausbekommen, dass es doch irgendwo leuchtet.

Gast

naja eigentlich , geht es mir ja nicht darum so eine "interferenzmaschiene" zu beuen (das mit den phasenverschiebungen von pi usw. wusste ich noch gar net) aber nehemen wir mal es es würde gehen ... oder irgendeine nadere konstrucktion, so das 2 gleiche strahlen phasen verschoben sich weg interferieren?

oder sollte eine solche apperatur gar unmöglich sein ? wo es nur bereiche destruktiver interferenz gibt?

aber mich interessiert das schon doch etwas tiefgründiger .. als es in physik lehrbüchern dageboten wird. links sind leider auch schwer zu finden ... naja

mit freundlichen grüßen lord naikon

lord naikon · Gast

selbst wenn die amplituden der beiden strahlen nach dem spiegel nicht mehr gleich iss ... dann erfolgt doch immer noch eine gesammt abschwächung!

und die phasen versiebung kann ich doch auch mmer mit der verschiebung des lasers immer wieder ausgleichen oder?

Nikolas

Wenn du für einen Strahlengang den Phasensprung ausgeglichen hast, wirst du wieder keine Destruktive Interfernz im anderen Gang haben. Versuch mal genau zu berechnen in welcher Phasenbeziehung die Strahlen nach dem Spiegel laufen.

Mr.E · Anmeldungsdatum: 05.05.2004 Beiträge: 61

Nein. Das ist ja nur ein Gedankenspiel.

Was wäre, wenn man zwei exakt gleiche Laserstrahlen mit einer Phasenverschiebung um Pi übereinanderlegt (in die gleiche Richtung)?

Theoretisch müßten sie sich gegenseitig auslöschen. Wo ist dann die ganze Energie hin? Oder können sie sich nicht auslöschen? Warum?

In der Akusik gibt es sowas wie Antischall, in der Optik bin ich mir nicht sicher, da hier kein Medium nötig ist (oder).

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Hallo zusammen,

ich sehe nicht warum ihr da so ein Riesen Problem darin seht.
Es ist doch so das aufgrund der Aufspaltung der Beiden Laserstrahlen jeweils einmal Konstruktive Interferenz und nocheinmal konstruktive Interferenz auftritt, denn die Strahlen könne nur auf zwei unterschiedliche Laufrichtungen zueinander im Bezug stehen. Wenn ihr euch das mal aufmalt dann ist es einleuchtend. Es findet also eine "Intensitätsumverteilung" statt.
Wobei das auch so eine Sache mit den Laserstrahlen ist. Denn mann kann sie eigentlich nicht gezielt destruktiv interferieren lasse. Man kann sie nur interferieren lassen. Dabei werden einfach Energien umgewandelt: Diejenigen aus den Destruktiven Teilen entsprechen den Erhöhungen der Maxima und umgekehrt.
Tja, klingt komisch, ist aber so.

@Toxman:
Der Phasensprung erfolgt nur bei der Reflexion von Licht an optisch dichteren Medien.

@Mr.E.:
Ich glaube du hast den Begriff Antischall missverstanden. Antischall ist nichts anderes als eine Druckwelle in der Luft (Schall) die einer anderen Welle Phasenverschoben entgegengesetzt läuft. Somit tritt destruktive Interferenz zwischen den Beiden Schalwellen auf.

Wegen der Frage nach einem Medium für die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen: Nein! EM-Wellen benötigen kein Medium, bei weiteren fragen: verweise ich auf das Michelson-Morley-Experiment.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Also nochma,

warum sollten sich die Strahlen unterhalb und/oder rechts vom Spiegel auslöschen??

Sie haben die gleiche Laufrichtung in bezug zueinander. Das heißt es findet nur konstruktive Interferenz statt.
Kein einziger Strahl interferiert hier destruktiv.

Du solltest dir vielleicht noch mal die Definitionen und Zusammenhänge bezüglich dieses Themas anschauen.

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Muss mich hier für einen "verschreiber" in meinem vorletzten Beitrag entschuldigen.

Dort habe ich geschrieben: ...einmal konstruktive und einmal destruktive Interferenz ...

Das war falsch:
Es muss lauten, ... einmal konstruktive und nocheinmal konstruktive Interferenz...
Der hier rote makrierte Teil wurde von mir im Originaltext korrigiert. dort erscheint er RICHTIG und zwar auch in rot.

Tut mir leid, falls das zu Verwirrungen geführt hat.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Ja, aber die INTENSITÄT hat sich geändert.
Das heißt, dass die Energiestromdichten Wellen unterhalb und rechts vom Spiegel in der Summe wieder der Energie der Beiden Ausgangsstrahlen entsprechen.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

warum das denn? wenn sich 2 wellen konstruktiv überlagen erhöht sich doch die aplitude .. sie addieren sich , was eine verfiervachung der intensität zu folge hat ... Da die Intensität proportional dem Quadrat der Feldstärke ist

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Aber die Intensitäten der Strahlen die durch den Halbdurchlässigen Spiegel getreten sind erniedrigen sich. Wäre das nicht der Fall, hätten wir den Fall der Totalreflexion.
Somit ist auch die Intensität der Reflektierten Welle kleiner.
Die Summe der Beiden ergibt wieder die Intensität des Ausgangsstrahls.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

ok danke !! jetzt hab ich es verstanden .. warum sie nicht doppelt so groß werden .. da war ich wohl ein wenig übereifrig! der stahl halbiert sich am spiegel und addiert sich mit der anderen hälfte des anderen lasers.

1/2 + 1/2 = 1 gut das wäre geklärt!

was ist aber immer noch mit dem fall von oben, wenn ich den einen laser um
pi (180° so das destruktive interferenz entsteht) nach "vorne" verschiebe .. so das nicht mehr konstruktive sondern destruktive interferenz ist!

1/2 - 1/2 = 0

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Aufgrund von Blödsinn gelöscht.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

Enthalpus-Laplacus · Anmeldungsdatum: 02.12.2004 Beiträge: 271 Wohnort: Bavaria

Naja es könnte irgendwie mit der inkohärenz von licht zusammenhänge, aber dass Problem bei Lasern ist, dass sie zum Teil doch kohärent sind.

Also ich glaub ich kann dir da jetzt auch net weiterhelfen.

Edit:

habe gerade was zum Thema interferenz von lasern gelesen:

Es ist scheinbar nicht möglich beobachtbare Interferenz erscheinungen an laserlicht zu beobachten.

Quelle: http://www.philippi-trust.de/hendrik/braunschweig/wirbeldoku/duerr.html

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

richtig .. also ich gehe von koherent monochromatischem licht aus.

also hast du mein problem jetzt auch verstanden ja ? tja da kommen wir erst mal nicht weiter .. bis jemand kommt .. dem es zuteil wurde über dieses wissen zu verfügen smile

und uns aufzuklären

Nikolas

@ Enth Lap: Da steht 'es ist unmöglich Interferenz zu beobachten' wenn man zwei Quellen hat. Ích würde eher sagen, dass es technisch sehr schwer ist, die richtig auszurichten und in Phase zu bringen, aber über Techniken wie dem optischen Weg sollte da doch was zu machen sein...
Ich frag morgen mal meinen Physiklehrer, der weiss sowas sicher.

EXcimer · Anmeldungsdatum: 03.12.2004 Beiträge: 38

Mit einer einzelnen Lichtquellle ist erst recht keine Interferenz zu beobachten.
Man braucht mindestens zwei räumlich getrennte Quellen.
Diese können zB. auch zwei verschiedene Elementarquellen ( Atome / Ionen ) innerhalb einer Lampe sein.
Bei normalen Lampen tritt keine beobachtbare Interferenz auf, weil die Elementarquellen völlig unabhängig voneinander strahlen, und deshalb einfach zu wenige kohärente Photonen entstehen.
Im Laser werden sie durch den Rückkopplungsprozess ( induzierte Emission ) auf eine einheitliche Phasenbeziehung gebracht.
Dadurch wird aber ein Laser wiederum zu einem System, dessen Licht nicht mit sich selbst interferieren kann ( Laserlicht ist - idealisiert - eine einzelne, stehende Welle ).
Um dennoch interferenzfähige Strahlen zu bekommen, muss man eine zweite Quelle simulieren, was in der Praxis durch Aufteilen eines Laserstrahls erreicht wird.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

EXcimer:

was bedeutet das jetzt für meinen aufbau?

es wäre ja kein problem .. die beiden strahlen aus einem laser zu erzeugen , aufzuteilen ... und durch unterschiedliche laufwege phasen zuverschieben.

Nikolas

Grundsätzlich ist es möglich, dass du einen Lichtstrahl mit sich selbst interferieren lässt und dass er dann weg ist. Technisch ist das zwar extrem aufwändig, aber es ist möglich, dass ein Photon mit sich selbst destruktiv interferiert.
Das kannst du theoretisch zumindest mit einem Experiment wie dem Mach-Zender-Interferometer realisieren.

EXcimer · Anmeldungsdatum: 03.12.2004 Beiträge: 38

Das Problem dürfte eher darin bestehen, die beiden Teilstrahlen wieder zu einem einzigen zu machen.
Mir fällt im Moment aber keine Möglichkeit ein, Zwei Lichtstrahlen so zu vereinigen, dass ihr Richtungsvektor identisch ist.
grübelnd

Du schafft es also nie, sie wieder zu einem einzelnen Strahl zu machen.

Nikolas

@ Excimer: Warum nicht? Nimm dir ein paar Spiegel und halbdurchlässige Spiegel und du hast das Problem gelöst. Schau dir mal den Aufbau vom Mach-Zender-Interferometer an.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

sieht meinem aufbau ähnlich .. oder andersrum Prost

EXcimer · Anmeldungsdatum: 03.12.2004 Beiträge: 38

Diese Möglichkeit kenne ich auch. Aber man hat damit am Enmde immernoch mindestens zwei Strahlen.
Der 50:50-Spiegel am Ende teilt ja beide ankommenden Teilstrahlen nocheinmal auf ( man hätte jetzt also 4 Strahlen ) und rekombiniert gleichzeitg eine Hälfte des "oberen" mit einer Hälfte des "unteren" Strahles. Die anderen beiden Viertel ( des ursprünglichen Strahles ) werden wieder zu einem anderen Strahl.
Das Problem ist also dass man einen Strahl beliebig oft teilen kann, aber nicht mehrere Strahlen zu einem einzelnen kombinieren.
Deshalb ( zurück zum Thema ) ist es auch unsinnig, zu fragen, wohin die Energie verschwindet; die steckt immer im anderen "übriggebliebenen" Strahl.
Die Energie verteilt sich ja nach quantenmechanischen Gesichtspunkten auf die Teilstrahlen.
Also ist alle Energie quasi gleichzeitig in beiden Strahlen.
Wenn einer also "weginterferiert" wird, ist die Warscheinlichkeit, dass die Energie vollständig im anderen Teilstrahl steckt maximal...

... Oder ich hab irgendwo 'nen Denkfehler ... grübelnd

Auf jeden Fall ist das die einzige Möglichkeit, die mir einfällt, das Problem zu lösen.

lordnaikon · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 42

mein problem ist ja , das sich beide strahlen weg interferieren. somit gibt es keinen "ausweichstrahl" wo die energie hinkann.

da krame ich doch gerne mal wieder mein bildchen raus. es ist zu beachten , das es mir egal ist , ob der 2. laser nun phasenverschoben ist .. oder die phasenverschiebung durch das reflektieren kommt. wichtig ist nur, das beide laserstrahlen nach dem spiegel (genaugenommen sind es jetzt 4 teilstrahlen) so phasenverschoben sind , das nur noch destruktive interferenz auftritt.

also ob jetzt beide laser gleich weit entfernt sind .. und der phasensprung durch das reflektiern auftritt .. oder ob ich die laser werschieben muss .. iss primär egal. wichtig ist ebend nur das es 2"normale" und 2 phasenverschobene gibt .. wenn diese übereinander liegen .. jeweil ein "normaler" und ein phasenverschobener .. dann interferieren sie sich weg!

und das passiert doch nun mal oder nicht? egal welche methode jetzt die richtige ist.

http://i.domaindlx.com/wulverin/stuff/phase.JPG[/b]

Prof · Gast

Wenn zwei gegenphasige Fermionen (Materie und Antimaterie) zusammentreffen, entstehen Photonen. Wenn zwei gegenphasige Photonen aufeinandertreffen, entstehen bisher nicht bekannte "neutrale" Teilchen, die offenbar noch weniger wechselwirken als Neutrinos (Siehe auch die Erklärung des Energiedefizits, der zur Vorhersage von Neutrinos führte).

MagicDuck · Anmeldungsdatum: 17.02.2005 Beiträge: 28 Wohnort: NRW

Also ich hab mal meinen Physiklehrer dazu gefragt und er meinte, die Energie wird als Wärmeenergie am Spiegel abgegeben, kann man mit c = λ*f und dann w = h*f berechnen.

Gast

Diese "Erklärung" hat keine Grundlage, da experimentell nicht bestätigt. Zudem tritt Auslöschung auch dann auf, wenn kein Photon zu den Spiegeln oder Photonenquellen zurückkehrt, also überhaupt keine "Wärme" entstehen kann. Siehe unter anderem die Interferenz am Doppelspalt etc.

MagicDuck · Anmeldungsdatum: 17.02.2005 Beiträge: 28 Wohnort: NRW

"Da ein idealer Strahlteiler weder Energie erzeugt noch vernichtet, kann der Energierhaltungssatz angewendet werden. Alle Energie, die in das Interferometer eintritt, wird entweder zur Quelle zurück oder zum Infrarotdetektor gesandt."

Quelle : http://www.polytec.com/ger/_print/167_5213.asp

Bei der Interferenz wird also weder Energie erschaffen, noch vernichtet, sondern nur räumlich neu verteilt smile

Was für Teilchen sollen denn da entstehen, die keine Fermionen und Bosonen sind? grübelnd

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@MagicDuck
Gelegentlich geistern hier Gäste herum, die seltsame Bemerkungen
abgeben, aber bei genauerem Nachfragen große Ahnungslosigkeit
offenbaren.

Bin gespannt, ob das bei dem Gast Prof anders ist. Seine Bemerkung
erscheint mir jedenfalls sehr obskur und ist hier auch fehl am Platze.

Für diesen Thread dürfte die klassische Elektrodynamik ausreichen.

Gruß von Bruce

gast · Gast

ihr seid krass smile

bin nur zufällig auf die diskussion gestoßen, weil ich morgen lk-klausur über wellen optik schriebe und absolut keine ahnung hab. sorry, dass ich nix beitragen kann Zunge raus

naja, wird wohl eh keinen interessieren, da der letzte beitrag vor gut 3 monaten geschrieben wurde Big Laugh