Doppelspaltexperiment (Berechnung des Maxima)

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Hallo Forum!

Wir haben heute im Unterricht eine Skizze zu dem Verlauf der Elementarwellen von Mikrowellen skizziert, die auf einen Doppelspalt getroffen sind.

Die Maxima, also die Schnittpunkte der Kreiswellen hinter dem Spalt, liegen alle auf zwei Hyperbeln (eine oben; eine unten).

Bewege ich den Sender, der genau! gegenüber des Empfängers hinter dem Doppelspalt liegt, nach vorne oder hinten, so kann man Maxima und Minima empfangen. Die kommen durch Überlagerung der Elementarwellen der beiden Spalte.

Wenn ich den Empfänger jetzt aber paralell zu den Metallplatten des Doppelspalts bewege, so sind Maxima u. Minima ebenfalls abwechselnd nachweisbar.
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Soweit habe ich alles verstanden.

Jetzt habe ich aber gerade unsere Zeichnung vor mir liegen.

Die sieht in etwa so aus, wie die im Anhang.
Quelle (ohne meine Paintzusätze):
www.physik-mit-links.de/.../doppelspalt.gif

Würde man hier jetzt noch die Maxima verbinden, die nicht auf der mittigen "Linie" liegen, so würde man die Hyperbelform erhalten.

Gehe ich jetzt z.B. mit dem Empfänger l Meter nach rechts von der Platte, so hätte ich das erste Maxima auf der geraden Linie.
Das zweite Maxima ist eingezeichnet am Ende der Linie x(k).
---dies wäre ja der Fall, dass man mit dem Empfänger parallel wandert.---

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Folgende Aufgabe wurde mir jetzt aber gestellt:

Ich kenne den Abstand von P0 und P1. Jetzt wird gefragt, in welchem Abstand x(k) sind weitere Maxima zu erwarten? (Gangunterschiede als ganzzahlige Vielfache von Lamda)

Ich verstehe, was damit gemeint ist. Es ist das nächste Maxima gesucht, dass auf der Verbindungsgerade P0 und P1 liegt (oberhalb von P1).

Aber wie sind diese Maxima zu erklären?
Denn die Verbindung aller Maxima bringt ja das Gebilde einer Hyperbel zum Vorschein und die verläuft ja nicht immer im Zickzack-Kurs nach rechts und links. Aber wie kann es sein, dass man trotzdem an P2 ein Maxima verzeichnen kann?

Die Hyperbel müsste ja dann i-wann wieder zurückgehen zu diese senkrechten Verbindungslinie P0 und P1, um diese zu schneiden und den Maximawert hervorzubringen.

Ich hoffe, dass ihr mir folgen könnt und mein Denkfehler erkennt....Danke im Voraus!

bottom · Anmeldungsdatum: 04.02.2009 Beiträge: 333 Wohnort: Kiel

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Zu konstruktiver Interferenz kommt es, wenn sich zwei Berge o. Täle "treffen". Zu destruktiver Interferenz kommt es, wenn ein Berg und ein Tal aufeinander trifft.

Diese Bedingungen sind bei dir auf den blauen Linien erfüllt. Stimmt, es sind deutlich mehr als zwei Hyberpeln.

1. Frage: Aber ich dachte immer, dass die Hyberpeln nur von den Spalten ausgehen können. Denn Elementarwellen entstehen doch nicht hinter der Metallplatte zwischen den Spalten, oder?

2. Frage: Würde man also die Kreise immer größer werden lassen, also immer größere Radien, würden sich die Kreiswellen dann i-wann auch im Punkt P2 schneiden, oder wie muss ich das verstehen?

Aber, wenn die Elementarwellen nur von den Spalten ausgehen, so schneiden sich die beiden Kreiswellen, die auf der Skizze sind, immer nur zweimal.

3. Frage: So z.B. bei meiner Geraden P0P1. Wenn man dort die Linie durchzieht, kann ein Maxima nicht durch den Schnitt der beiden immer größeren werdenden (Radien werden größer) Kreiswellen kommen, oder doch?

Womit ich dann auch wieder bei Frage 2 wäre.

Vielen Dank erstmal für deine Hilfe!

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

Ich gehe am besten nocheinmal auf die eine Antwort ein. Ich sehe gerade, dass ich dies nicht in meiner Antwort getan habe, sorry!

"Wo auf deiner Zeichnung sind diese Bedingungen erfüllt. Was kannst du mit dem von mir (mehr schlecht als recht) eingezeichneten anfangen?"

Ja, das sind ja die Hyperbeln. Aber reichen die auch bis zum Punkt P2?

Die restlichen Fragen seht ihr ja in meiner letzten Antwort.

physikgrundkurs · Anmeldungsdatum: 01.10.2008 Beiträge: 124

PS: Morgen ist die nächste Physikstunde. Vielleicht findet sich ja noch jm., der mir doch noch helfen könnte...ich will nicht drängeln, dafür habe ich den Thread ja auch extra frühzeitig angelegt.
Wenn es noch bis zur nächsten Unterrichtsstunde klappen würde, würde mich das sehr freuen...sonst freue ich mich natürlich auch über Antworten nach Mittwoch.