beugung am gitter mit alpha>0° < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | | begründen sie warum sich durch interferenz eine wellenfront unter dem winkel alpha ergibt. |
hallo,
mein problem ist das folgende. die interferenz von wellen hinter einem gitter ist für mich klar. allerdings nur für den fall, dass sie gerade aus durch das gitter gehen und nicht in einem winkel alpha aus dem gitter herraus treten.
zur verdeutlichung: ich meine diesen fall.
http://www.pit.physik.uni-tuebingen.de/praktikum/nwhtml/beugung/b_git1.gif
hier ist der winkel allerdings nicht mit alpha sondern mit theta, aber das ist ja eher nebensächlich.
also ich verstehe folgendes nicht:
1.) wieso werden überhaupt die wellen unter einem winkel abgelenkt. soweit ich weiß hängt der winkel von der frequenz ab, aber wieso die wellen abgelenkt werden verstehe ich nicht.
2.) wie ich das bild zu zeichnen habe für diesen fall der wellenfront bildung ist mir klar, nur fehlt mir auch hier der grund dafür wieso die wellen abgelenkt werden und somit eine wellenfront unter dem winkel bilden.
danke für jede hilfe
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Hallo!
nach dem Prinzip von Huygens kannst du dir vorstellen, daß jede Öffnung deines Gitters als separate Lichtquelle fungiert, von der sich die Lichtwellen kreisförmig ausbreiten. Das ist nicht ganz das, was man im Alltag erwartet, aber es beschreibt die Effekte, die man beobachtet nunmal sehr gut.
Das Licht wird in alle Richtungen ausgestrahlt, aber weil du ganz viele Lichtquellen hast, die sozusagen im gleichen Takt strahlen, gibt es Richungen, in denen sich alle Wellenfronten zu einer einzigen, großen vereinen. Das ist konstruktive Interferenz, hier siehst du Licht z.B. auf einem Schirm.
In andere Richtungen treffen die Wellenfronten nicht gleichzeitig zusammen, sondern nacheinander. Das geht sogar so weit, daß Wellenberge und Täler aufeinander treffen, was zur Auslöschung (destruktive Interferenz) führt.
Deine Skizze mit den parallelen Strahlen veranschaulicht nun, wie man die Winkel für konstruktive Interferenz berechnet.
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danke erstmal für die antwort.
mein problem ist dass ich gar nicht weiß ob bei mir überhaupt intensitätsmaxima verschiedener ordnungen vorliegen.
in dem versuch haben wir durchs gitter verschiedene spektralfarben sehen können. die geometrische trennung der farben geschieht ja durch die jeweils unterschiedliche wellenlänge der elektromagnetischen wellen.
das bild aus meinem 1. beitrag beschreibt doch eigentlich 2 situationen. einmal die der 0. ordnung was ganz rechts als gestrichelte linie gezeichnet ist, und einmal den fall der 1. ordnung also unter dem winkel etha abgewinkelt.
abgewinkelt halt dadurch dass die verschiedenen wellen hinter dem gitter nach verschiedenen taktzeiten aufeinander treffen.
mein problem ist aber wie gesagt dass meiner meinung nach der fall der verschiedenen intensitätsordnungen überhaupt nicht zutrifft. ich hatte ja nur verschiedene farben durch das gitter gesehen...und nicht für jede farbe eine komplette aufsplittung in so und soviele intensitätsordnungen.
in einem anderen versuch haben wir einen laser durch ein gitter geführt, in dem fall macht das für mich sinn, dort hatten wir viele verschiedenen ordnung.
tut mir leid dass es so unübersichtlich ist, aber kann es alles nicht besser wiedergeben.
danke schonmal für jede hilfe.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:28 Di 25.10.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
in deinem Bild ist dargestellt, dass der Gangunterschied des lichtweges zwischen 2 benachbarten Gitterpunkten [mm] n*\lambda [/mm] beträgt, in dieser Richtung wäre also ein maximum n ter Ordnung.
Wenn du mit weißem Licht bestrahlst liegen die Maxima 1. ter Ordnung für die verschiedenen Wellenlängen, unter verschiedenem Winkel, deshalb sind die maxima etwa für rot und grün an verschiedenen stellen, die Farben werden getrennt.
allerdings sieht man meistens auch (lichtschwächer auch noch die maxima höherer Ordnung, also nochmal dieselbe farbtrenung weiter ausßen von der Mitte.
wenn ihr die nicht gesehen habt, gibt es 3 Möglichkeiten:
a) euer Schrm war zu schmal
b) die Gitterkonstante so klein, dass das 2 te max unter einem sehr großen Winkel und deshalb nicht sichtbar war
c)Ihr habt nicht genau hingesehen!
Deshalb der Rat: sich schon VOR dem versuch soweit damit beschäftigen, dass man alles beobachtet.
Gruss leduart
Gruss leduart
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erstmal danke für die antwort.
dass wir die anderen ordnungen nicht gesehen haben kann gut an einem dieser gründe liegen aber teilweise hatten wir auch zwei ordnungen gesehen.
ich frage mich jetzt nur, du sagtest das intensitätsmaxima 1. ordnung liegt unter dem winkel vor, aber was ist denn mit dem intensitätsmaxima 0. ordnung was doch eig. immer das stärkste ist oder seh ich das falsch?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 08:36 Mi 26.10.2011 | | Autor: | chrisno |
In einem typischen Versuchsaufbau liegt das Intensitätsmaximum 0. Ordnung in der geradeaus Richtung, also beim Winkel 0°. Bei Eurem Versuch ist dass die weiße Linie in der Mitte.
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kann ich mir das also so vorstellen dass für jede wellenlänge somit jede spektralfarbe, eine komplette auffächerung in intensitäten also eine intensitätsverteilung stattgefunden hat ich allerdings den großteil nicht gesehen habe wegen schirm zu kurz o.ä. und dass meine 0. ordnung wenn sie geradeausgeht, in meiner lichtquelle zu finden wäre und ich deswegen nur die 1. 2. ...ordnungen sehen konnte?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:28 Mi 26.10.2011 | | Autor: | chrisno |
> kann ich mir das also so vorstellen dass für jede
> wellenlänge somit jede spektralfarbe, eine komplette
> auffächerung in intensitäten also eine
> intensitätsverteilung stattgefunden hat ich allerdings den
> großteil nicht gesehen habe wegen schirm zu kurz o.ä. und
Ich versuche mal zu formulieren, was Du gemeint haben könntest.
Für jede Wellenlänge entstehen mehrere Maxima 0. bis n.-Ordnung.
Welches das größte beobachtete n ist, hängt von der Geometrie des Aufbaus ab.
> dass meine 0. ordnung wenn sie geradeausgeht, in meiner
> lichtquelle zu finden wäre und ich deswegen nur die 1. 2.
> ...ordnungen sehen konnte?
Das ist so falsch. Die 0.-Ordnung ist nicht in der Lichtquelle zu finden. Die befindet sich doch auf der anderen Seite des Gitters. Was bedeutet der Krakel vor dem $n [mm] \cdot \lambda$ [/mm] in der Abbildung?
Beschreibe mal genau, was ihr gesehen habt. Vergleiche dies mit ![[]](/images/popup.gif) diesen Bildern
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keines der bilder zeigt genau was ich gesehen habe.
versuchsaufbau:
wir haben durch ein gitter mit d=570/cm auf eine lichtquelle geschaut.
hinter der Lichtquelle war nach rechts ausgelegt ein Langes Lineal oder Maßstab angebracht. wir sollten nun die Lichtquellen einschalten und durch das gitter schauen um uns dann die werte zu notieren, wo die verschiedenen Spektralfarben zu sehen waren. bezüglich dieses schnörkels vor dem n * lambda kann ich nix zu sagen. hatte das bild nur gewählt weil es mein bild aus dem versuchsaufbau ganz gut wiederspiegelt.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 10:10 Mi 26.10.2011 | | Autor: | chrisno |
Damit verstehe ich wieder ein bisschen mehr. Bei diesem Versuchsaufbau ist die Beschreibung mit dem "gleichen Ort an dem die Lichtquelle selbst zu sehen war" doch nicht so schlecht.
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