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Interferenz mit Sonnenlicht
 
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charles_b



Anmeldungsdatum: 01.07.2018
Beiträge: 6

Beitrag charles_b Verfasst am: 01. Jul 2018 20:49    Titel: Interferenz mit Sonnenlicht Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo Leute!

Ich habe mich einige Zeit durch drei Bücher zur Optik gewühlt und finde dennnoch keine Antwort auf meine Frage:
Warum ist die Interferenz in der Natur zu beobachten (Seifenblase, Ölfim, etc.), obwohl es stets heißt, zur Interferenz bedarf es kohärentem Licht und Sonnenlicht sei eben nicht kohärent?

Habe ich etwas Entscheidendes übersehen?

Schon mal vielen Dank für Eure Antworten!


Meine Ideen:
Ist vielleicht die Abgrenzung zwischen "kohärent" und "nicht-kohärent" in der Realität nicht immer so eindeutig? Ist die Aussage, dass aussschließlich mit kohärentem Licht Interferenz auftritt, möglicherweise faktisch nicht immer zutreffend?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17900

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Jul 2018 20:59    Titel: Antworten mit Zitat

Die Dicke der Seifenhaut bzw. des Ölfilms sowie die Wellenlänge der Lichtes sind von der selben Größenordnung.

Die Kohärenzlänge von Sonnenlicht dürfte bei einigen Wellenlängen liegen. Das ist für Interferenz ausreichend.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
charles_b



Anmeldungsdatum: 01.07.2018
Beiträge: 6

Beitrag charles_b Verfasst am: 01. Jul 2018 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist sehr interessant, vielen Dank!

Bislang ging ich immer davon aus, dass "Kohärenzlänge" die Strecke von der Strahlungsquelle bis zum Verlust der Kohärenz bezeichnet. Habe die Kohärenz noch nie als Größe gesehen, die im Laufe der Wellenbewegungen zwischen Wellen entstehen und wieder vergehen kann (Sofern ich das richtig verstanden habe).

Ich nehme momentan für ein Uni-Projekt Transmissionsspektren von Klarlacken mittels UV-VIS-Spektroskopie auf. Die Lackschichten (ca. 10 um) liegen dabei auf einer Quarzglasscheibe. Im dem Zusammenhang bin ich das erste mal auf die Interferenz gestoßen, da eben solche Effekte im Transmissionsspektrum zu sehen sind. Die Messungen erfolgen mit einer Xenon-Bogenlampe, die ja prinzipiell stets als "nicht-kohärent" gilt. Habe bislang aus diesem Grund auch nicht verstanden, warum im Spektrum überhaupt Interferenzen zu sehen sind.

Kann ich aus deiner Antwort schließen, dass die Interferenz eben auftritt, weil die Kohärenzlänge des von der Xenon-Lampe emittierten Lichtes länger ist, als eben diese 10um Lack-Schichtdicke.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 02. Jul 2018 00:06    Titel: Antworten mit Zitat

10µm scheint mir bisschen hoch für die Kohärenzlänge einer Bogenlampe. Kurzes Suchen ergab:
http://hank.uoregon.edu/teaching-modules/Broadband-Interferometer/BBcoherence.pdf
Laut (9') auf S. 248 ist die Kohärenzlänge von Schwarzkörperstrahlung ungefähr 3.6mm/(Temperatur/K). Was ca. dem Maximum der Planschen Spektrahlverteilung entspricht, siehe (15) und (16). Das ergibt für Sonnenlicht 500nm und paar Zerquetschte, für eine Xenon-Bogenlampe etwas mehr, so 600nm und paar Zerquetschte. Das klingt plausibel, da Seifenblasen ne ungefähre Wanddicke von 10nm bis über 1000nm haben (siehe: http://soapbubble.wikia.com/wiki/Color_and_Film_Thickness ).

Bei 10µm halte ich Interferenzerscheinungen daher für eher unwahrscheinlich bzw. schwach ausgeprägt. Aber wer weiß wie genau Deine 10µm sind oder wie ausgeprägt hier "schwach ausgeprägt" heißt bei Deiner Messmethode (oder wie gut meine physikalische Intuition bei diesem Problem ist smile ).
charles_b



Anmeldungsdatum: 01.07.2018
Beiträge: 6

Beitrag charles_b Verfasst am: 02. Jul 2018 07:56    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die Links und Deine Antwort!

Die Amplituden der Interferenz bewegen sich durchaus in Größenordnungen von 10 Punkten bei einer Transmission von 100. Die 10µm des Lacks habe ich mit einem 3D-Laserscanningmikroskop ermittelt und sind als korrekt zu betrachten.
Die Idee war ursprünglich, die Schichtdicke der Lacke anhand der Interferenzen für jede Messung zu ermitteln. Dazu findet sich online folgende Formel:

d = m / 2 D square root (n^2 - sin^2 theta)

mit
d = thickness
D = Wavenumber-region
n = refraction index
theta = angle of incident

Da ich die Schichtdicke des Lacks nun habe, wollte ich diese Formel umstellen, um den Brechungsindex herauszubekommen, der die Voraussetzung zur Schichtdickenberechnung bildet.
Die Verifizierung der Systematik soll anhand einer 50µm-FEP-Folie erfolgen, von der ich Dicke und Brechungsindex habe. Für diese Folie sind nämlich ebenfalls saubere Interferenzen zu erkennen.

Bleibt die Frage, warum diese Interferenzen auftreten...


Existieren möglicherweise andere physikalische Effekte, die in ihrer Erscheinung den Interferenzen ähnlich sind?
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