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Interferenzstreifen beim optischen Gitter
 
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Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
Beiträge: 7

Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 20:26    Titel: Interferenzstreifen beim optischen Gitter Antworten mit Zitat

Hallo!

Ich weiß, dass ein Laser ein optisches Gitter beleuchtet und im Hauptmaximum des optischen Bildes 6 Interferenzstreifen zu sehen sind.

Lässt sich daran ein Zusammenhang zur Wellenlänge des Lichts oder zur Gitterbreite erkennen?
Danke
Schrödingers Katze



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Beitrag Schrödingers Katze Verfasst am: 03. Jul 2006 20:32    Titel: Antworten mit Zitat

Wie, IM Hauptmaximum sind 6 Interferenzstreifen zu sehen? Oder 6 Strefen (evtl. pro Seite) insgesamt? Bei letzterem könnte ich dir was sagen, das erstere sagt mir überhaupt nichts.
_________________
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Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
Beiträge: 7

Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 20:34    Titel: Antworten mit Zitat

Also, ich meinte, dass im Hauptmaximum 6 "dünne Streifen" zu sehen sind.
Also auf jeder Seite 3 Stück.
Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
Beiträge: 7

Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 20:45    Titel: Antworten mit Zitat

Kann mir da jemand etwas zu sagen?
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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Beitrag as_string Verfasst am: 03. Jul 2006 20:50    Titel: Antworten mit Zitat

Ich schließe mich dem Kater an.

Ich glaube, Du hast da was falsch verstanden: Normalerweise ist es so, dass jeder dieser Streifen ein Maximum ist. Nur das in der Mitte ist das Hauptmaximum, die anderen sind Nebenmaxima, von der Mitte aus geordnet das 1., 2. und 3. jeweils nach links und rechts.
Sonst wüßte ich auch nicht, was das für Streifen sein könnten. Kannst Du mal die ganze Aufgabe hier rein schreiben? Sonst kommen wir da wahrscheinlich nicht weiter.
Außerdem wäre interessant zu wissen, ob nicht irgendwelche Winkel oder Längen gegeben sind.

Gruß
Marco
Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
Beiträge: 7

Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 21:04    Titel: Antworten mit Zitat

Dummerweise habe ich den genauen Aufgabentext nicht mehr.
Welche Daten genau gegeben sind, ist ja auch nicht so wichtig.
Es geht mir nur um Zusammenhänge.

Ich weiß nur noch, dass im optischen Bild der mittlere helle Bereich (also das "Hauptmaximum") 7,5 cm breit ist.
Also liegt das erste Minimum 3,75 cm vom Mittelpunkt entfernt, weil die -auf beiden Seiten- jeweils ersten Minima den hellen Bereich begrenzen.

Und jetzt sollen innerhalb dieses hellen Bereichs 6 dunkle Streifen zu sehen sein.
Es tut mir Leid, dass ich nicht weiß, wie diese Streifen genau heißen.
Was kann ich damit berechnen?
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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Beitrag as_string Verfasst am: 03. Jul 2006 21:15    Titel: Antworten mit Zitat

Jan2 hat Folgendes geschrieben:
Es tut mir Leid, dass ich nicht weiß, wie diese Streifen genau heißen.
Was kann ich damit berechnen?


Also, wenn Du nicht mehr hast, dann würde ich sagen: nichts!

Aber mal eine andere Frage: Sind die Streifen überhaupt senkrecht? Wie genau sah das aus? Was für eine Lichtquelle war es?
Das einzige, was ich mir vorstellen kann ist, dass die Streifen vielleicht nicht im Hauptmaximum waren, sondern in einem Nebenmaximum, das ja ein ganzes Farbspektrum anzeigt. Also würde sich das ganze um ein Extintionsspektrum handeln.
Aber das ist nur eine kühne Vermutung. Versuche mal den Versuchsaufbau ganz genau im Detail zu beschreiben. Welche Lichtquelle, irgendwelche Linsen/Prismen/Strahteiler, irgendwas zwischen Lichtquelle und Gitter, Wie weit war der Schirm vom Gitter entfernt, wie weit die Maxima auseinander, Wie war die Gitterkonstante, usw...?

Gruß
Marco
Naemi
Moderator


Anmeldungsdatum: 01.06.2004
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Beitrag Naemi Verfasst am: 03. Jul 2006 21:23    Titel: Antworten mit Zitat

Was mir nur dazu einfällt, ist, dass z.B. beim Doppelspalt sich zum einen die Interferenz der zwei Strahlen, als auch die Beugung an den jeweiligen Einzelspalten überlagern. Dann hat man neben den deutlichen Maxima auch schwächere Nebenmaxima und -minima, die aber nichts mit dem Spaltabstand zu tun haben.

Beim Gitter gibt´s diesen Effekt auch, allerdings je schwächer, je mehr Spalte dieses hat. Wenn du also ein Gitter mit nur wenigen Spalten hattest, dürfte es hinhauen.

_________________
Grüße Wink
Naëmi
Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
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Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 21:32    Titel: Antworten mit Zitat

Dummerweise habe ich den Versuch nur noch ganz schwach in Erinnerung.

Die Streifen waren aber alle senkrecht.
Und es war wirklich das Hauptmax.
Ich kann mich auch erinnern, dass es mehr Streifen wurden, wenn sich irgendetwas bewegte.
Als ob da noch eine zweite Lichtquelle im Spiel wäre und es wirklich Interferenzstreifen wären, von denen ich die ganze Zeit rede.
Das würde ja auch passen:
Wenn man die beiden Lichtquellen aufeinander zu bewegt, werden es weniger Streifen.

Kennst du vielleicht einen Versuch, bei dem zwei Laser auf ein optisches Bild einwirken und wo im hellen Bereich irgendwelche verfluchten dunklen Streifen zu sehen sind?

Wenn nein, dann bin ich selber Schuld.
Ich hätte mir mehr aufschreiben sollen.
Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
Beiträge: 7

Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, Naemi, das könnte es sein!

Aber kann man anhand dieser Streifenanzahl irgendetwas berechnen?
Schrödingers Katze



Anmeldungsdatum: 10.07.2005
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Beitrag Schrödingers Katze Verfasst am: 03. Jul 2006 21:54    Titel: Antworten mit Zitat

Na ja, was ich meinte wäre ebend: Aus der Anzahl der Nebenmaxima auf einer Seite kann man die Gitterkonstante schon ermitteln, weil nämlich der maximale Gangunterschied (sin 90°) genau dieser entspricht.
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as_string
Moderator


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Beitrag as_string Verfasst am: 03. Jul 2006 21:54    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Ich habe das jetzt nicht ausgerechnet, aber müßten die Streifen des Einzelspalts nicht deutlich weiter draußen sein, als das Hauptmaximum? Selbst wenn ein Spalt fast so breit wäre, wie der Gitterabstand selbst, dann wäre das erste Minimum doch etwa an der Stelle, wo das erste Minimum aus der Gitterbrechung selber auch ist, oder? grübelnd
Wie man da sechs Streifen auf die Art in das Hauptmaximum der Gitter-Beugung rein bekommen soll, erschließt sich mir nicht ganz.
Und die großen Maxima müßten eigentlich schon vom Gitter kommen, oder? Die Interferenz müsste doch eigentlich viel stärker ausgeprägt sein, als die von den Einzelspalten (kann man die überhaupt noch sehen, wenn man ein Gitter hat, bei dem mehr als ~10 Spalte beleuchtet werden?)
Ich habe ja schon oft ein Beugungsmuster von unterschielichsten Arten von Gittern gesehen und konnte mit blosem Auge da keine Unterordnung im Hauptmaximum erkennen.
Ich denke trotzdem, dass es sich bei den Streifen um mehrere Maxima handelt und nur der mittlere das Hauptmaximum ist. Wenn man einen gut aufgeweiteten Laser auf ein relativ grobes Gitter schießt, dann bekommt sieht man doch hinten auch einen großen hellen Fleck (den man auch ohne Gitter sehen würde) und darin ein paar Linien, oder?

Nachmal eine Frage: Wie genau sah das Bild nochmal aus: Hattet Ihr einen hellen Fleck in der Mitte, der 7,5cm breit war (und die Streifen hatte) und dann im Abstand von vielleicht ~50cm oder so links und rechts nochmal einen dunkleren Fleck? Oder war der 7,5cm große Fleck der einzige, den Ihr sehen konntet? Wenn es nämlich wirklich das Hauptmaximum war, dann sollte man noch ein oder zwei Nebenmaxima links und rechts davon schon erkennen können.
Nochmal zur Lichtquelle: War das ein Laser oder eine Lampe? War das Licht monochromatisch (also z. B. rot oder grün oder so), oder war es weiß? Hatte der Fleck überall nur eine Farbe? Welche?

Eine zweite Lichtquelle macht nicht so richtig Sinn, denke ich, weil das Licht ja nicht koherent aus der zweiten Lichtquelle zur anderen ist. Ohne feste Phasenbeziehung macht das mit Interferenz ja nicht so richtig Sinn, oder?

Keine Ahnung... Irgendwie weißt Du nicht mehr, wie der Versuch genau aufgebaut war und fragst uns auch noch, was man denn damit berechnen könnte. Irgendwie kann man Dir da nicht so richtig drauf antworten, oder... Ist nicht böse gemeint, aber irgendwie macht es keinen Sinn, jetzt das große Rätselraten hier an zu fangen, oder? Lehrer

Gruß
Marco
Jan2



Anmeldungsdatum: 03.07.2006
Beiträge: 7

Beitrag Jan2 Verfasst am: 03. Jul 2006 22:00    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, stimmt. Das Rätselraten hat wirklich wenig Sinn.
Aber trotzdem Danke für eure Mühen!

Ich sehe auch ein, dass zwei Lampen wirklich keinen Sinn machen...

Danke Jan
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Jul 2006 00:14    Titel: Antworten mit Zitat

Ich bin einverstanden mit Naemis Idee. Was da gemeint sein dürfte, ist eine Kombination der Beugung am Einzelspalt und der Beugung am Gitter.

Wenn der Spaltabstand und die Spaltbreite im Gitter im richtigen Verhältnis zueinander stehen, dann bekommt man innerhalb des Hauptmaximums der Beugung am Einzelspalt die gewünschte Anzahl von Beugungsminima von der Beugung am Gitter.

An der Anzahl Interferenzstreifen im Hauptmaximum lässt sich also das Verhältnis von Spaltabstand zu Spaltbreite erkennen.

Als Ansatz zum Ausrechnen würde ich vorschlagen, dass das vierte Minimum der Beugung am Gitter unter dem gleichen Winkel erscheint wie das erste Minimum der Beugung am Einzelspalt. Das entspricht dann 6 dunklen Streifen im Hauptmaximum.
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