Optische Gitter: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Schulphysikwiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
(→‎Vergleich mit dem Doppelspalt)
 
(9 dazwischenliegende Versionen des gleichen Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
−
===Versuch: Laserlicht trifft auf einen Schal===
+
([[Inhalt_Kursstufe|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Die Welleneigenschaften des Lichts|'''Die Welleneigenschaften des Lichts''']])
 +
 
 +
 
 +
==Beispiele==
 +
<gallery widths=180px heights=180px perrow=3 >
 +
Bild: Schmetterling Morphorhetenorcacica.jpg|Diese schöne Schmetterling hat keine Farbpigmente in den Flügeln. (Video: [http://www.youtube.com/watch?v=x4I9mmd-2Rc How To Make Colour With Holes])
 +
Bild:Stockente Oben.jpg|Je nach Blickwinkel...
 +
Bild:Stockente_Seite.jpg|...hat der Erpel einen blauen oder grünen Kopf.
 +
Bild:Licht Interferenz Vorhang ohne Ausschnitt.jpg|An einem schönen Sommertag...
 +
Bild:Licht Interferenz Vorhang mit Ausschnitt.jpg|..weht eine Gardine vor das Fenster.
 +
Bild:Licht Interferenz Reflektionsgitter CD Regenbogen.jpg|<ref>[https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Vahram_Mekhitarian Vahram Mekhitarian] Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported</ref> CDs schillern in schönen Farben.
 +
</gallery>
 +
 
 +
==Versuche==
 +
===Laserlicht trifft auf einen Schal===
 
;Aufbau
 
;Aufbau
 
Wir richten den Strahl eines Laserpointers auf eine mehrere Meter entfernte Wand und halten einen Seidenschal in den Laserstrahl. Der Raum sollte möglichst dunkel sein.
 
Wir richten den Strahl eines Laserpointers auf eine mehrere Meter entfernte Wand und halten einen Seidenschal in den Laserstrahl. Der Raum sollte möglichst dunkel sein.
Zeile 5: Zeile 19:
 
;Beobachtung
 
;Beobachtung
  
−
===Versuch: Laserlicht trifft auf ein Gitter===
+
===Laserlicht trifft auf ein Gitter===
 
;Aufbau
 
;Aufbau
 
[[Datei:Lichtbeugung_Gitter_Aufbau.jpg|none|thumb]]
 
[[Datei:Lichtbeugung_Gitter_Aufbau.jpg|none|thumb]]
Zeile 15: Zeile 29:
 
</gallery>
 
</gallery>
  
−
===Versuch: Glühlampenlicht trifft auf ein Gitter===
+
===Glühlampenlicht trifft auf ein Gitter===
 
;Aufbau
 
;Aufbau
  
Zeile 40: Zeile 54:
 
</gallery>
 
</gallery>
  
−
[https://tube.geogebra.org/material/simple/id/1417817 Link]
 
  
−
;Erklärung
+
{{#widget:Iframe
 +
|url=https://www.geogebra.org/material/iframe/id/eWgTh6DT/width/1003/height/586/border/888888/sfsb/true/smb/false/stb/false/stbh/false/ai/false/asb/false/sri/false/rc/false/ld/false/sdz/false/ctl/false
 +
|width=1003
 +
|height=586
 +
|border=0
 +
}}
  
 +
([https://www.geogebra.org/download?lang=de Geogebra]-[https://www.geogebra.org/material/show/id/eWgTh6DT Animation] von C.Wolfseher.)
 +
 +
===Die CD als Reflektionsgitter===
 +
[[Datei:Licht Interferenz Reflektionsgitter CD Regenbogen.jpg|thumb|<ref>[https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Vahram_Mekhitarian Vahram Mekhitarian] Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported</ref> Mit weißem Licht erzeugte Regenbogenfarben]]
  
−
==Die CD als Reflektionsgitter==
 
 
;Aufbau
 
;Aufbau
 
[[Datei:Lichtinterferenz_CD_Reflektionsgitter_Aufbau.jpg|thumb|none]]
 
[[Datei:Lichtinterferenz_CD_Reflektionsgitter_Aufbau.jpg|thumb|none]]
Zeile 57: Zeile 78:
 
|}
 
|}
  
−
[[Datei:Licht Interferenz Reflektionsgitter CD Regenbogen.jpg|thumb|<ref>[https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Vahram_Mekhitarian Vahram Mekhitarian] Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported</ref> Mit weißem Licht erzeugte Regenbogenfarben]]
+
==Vergleich mit dem Doppelspalt==
 +
Die Maxima des Gitters sind im Vergleich zum Doppelspalt viel enger begrenzt. Die Minima dagegen sind sehr ausgedehnt.
 +
 
 +
Bei dieser Animation kann man die Anzahl der Spalte vergrößern und so den Übergang von Doppelspalt zu Gitter verfolgen:
 +
 
 +
{{#widget:Iframe
 +
|url=https://www.geogebra.org/material/iframe/id/C8qSe3wv/width/695/height/547/border/888888/smb/false/stb/false/stbh/false/ai/false/asb/false/sri/false/rc/false/ld/false/sdz/false/ctl/false
 +
|width=695
 +
|height=547
 +
|border=0
 +
}}
 +
 
 +
==Erklärung und mathematische Beschreibung des Gitters(noch eine Formel:)==
 +
 
  
 
==Links==
 
==Links==
−
*[ftp://ftp.uni-potsdam.de/uni-potsdam/physik/beugp.zip Download einer Simulation der Interferenz eines Gitters]. (von P. Krahmer, Landesbildungsserver BaWü) Damit kann man gut die Überlagerung von Einfach- und Mehrfachspalt untersuchen.
+
*Video: [http://www.youtube.com/watch?v=x4I9mmd-2Rc How To Make Colour With Holes] (youtube: veritaserum)
−
*[http://www.itp.uni-hannover.de/~zawischa/ITP/vielstrahl.html "Natürliche" Gitter bei Schmetterlingen, Vögeln, Kristallen...] (Dietrich Zawischa, Universität Hannover)
+
*Animation: [https://www.geogebra.org/m/XbsY2fVA Beugung am optischen Gitter] (C. Wolfseher, Geogebra)
 +
*Animation: (veraltete Windows-Version!) [ftp://ftp.uni-potsdam.de/uni-potsdam/physik/beugp.zip Download einer Simulation der Interferenz eines Gitters]. (von P. Krahmer, Landesbildungsserver BaWü) Damit kann man gut die Überlagerung von Einfach- und Mehrfachspalt untersuchen.
 +
*[https://farbeinf.de/static_html/vielstrahl.html "Natürliche" Gitter bei Schmetterlingen, Vögeln, Kristallen...] ([http://www.itp.uni-hannover.de/~zawischa/ITP/vielstrahl.html Dietrich Zawischa], Universität Hannover)
 
*[http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer.php?show_complete_article=1&sid=75004859711424632535461966196060 Versuche mit dem Eigenbau-Gitterspektrometer] (Heinrich Kuypers, Lehrer-Online.de)
 
*[http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer.php?show_complete_article=1&sid=75004859711424632535461966196060 Versuche mit dem Eigenbau-Gitterspektrometer] (Heinrich Kuypers, Lehrer-Online.de)
 
**[http://www.forphys.de/Website/sv/aldispektro.html Das Aldi-Eigenbau-Spektrometer] (Horst Hübel, Würzburg)
 
**[http://www.forphys.de/Website/sv/aldispektro.html Das Aldi-Eigenbau-Spektrometer] (Horst Hübel, Würzburg)
−
*[http://www.youtube.com/watch?v=x4I9mmd-2Rc How To Make Colour With Holes] (youtube: veritaserum)
 
  
 
==Fußnoten==
 
==Fußnoten==
 
<references />
 
<references />

Aktuelle Version vom 19. Januar 2023, 11:45 Uhr

(Kursstufe > Die Welleneigenschaften des Lichts)


Beispiele

  • Diese schöne Schmetterling hat keine Farbpigmente in den Flügeln. (Video: How To Make Colour With Holes)

  • Je nach Blickwinkel...

  • ...hat der Erpel einen blauen oder grünen Kopf.

  • An einem schönen Sommertag...

  • ..weht eine Gardine vor das Fenster.

  • [1] CDs schillern in schönen Farben.

Versuche

Laserlicht trifft auf einen Schal

Aufbau

Wir richten den Strahl eines Laserpointers auf eine mehrere Meter entfernte Wand und halten einen Seidenschal in den Laserstrahl. Der Raum sollte möglichst dunkel sein.

Beobachtung

Laserlicht trifft auf ein Gitter

Aufbau
Lichtbeugung Gitter Aufbau.jpg
Beobachtung

Der Laserstrahl fächert sich hinter dem Gitter in mehrere Strahlen auf. Je mehr Linien pro mm das Gitter hat, desto weniger Lichtstrahlen sind es hinter dem Gitter, aber dafür ist der Ablenkungswinkel größer.

  • Lichtbeugung Gitter Beobachtung große Gitterkonstante.jpg
  • Lichtbeugung Gitter Beobachtung kleine Gitterkonstante.jpg

Glühlampenlicht trifft auf ein Gitter

Aufbau

  • Bild 1

  • Interferenz Glühlampe Aufbau 1.jpg
  • Interferenz Glühlampe Aufbau 2.jpg
  • Interferenz Glühlampe Aufbau 3.jpg
  • Interferenz Glühlampe Aufbau Gitter.jpg
  • Interferenz Glühlampe Aufbau andere Seite.jpg
Beobachtung

Abstand zwischen Gitter und Schirm: 60 cm.

Das Muster ist symmetrisch. Immer ein heller Streifen in der Mitte, nicht farbig.

Dann ein Streifen mit Regenbogenfarben: Violett näher zur Mitte, Außen rot. Der nächste "Regenbogen-Streifen" ist breiter und dunkler als der erste. Weiter Außen folgen noch Streifen, die wiederum breiter und dunkler sind.

  • Der Beleuchtungsspalt ist breit

  • und schmaler

  • und ganz schmal. (Gitter mit 80 Linien pro mm.)

  • Dieses Gitter hat 300 Linien pro mm.


(Geogebra-Animation von C.Wolfseher.)

Die CD als Reflektionsgitter

[2] Mit weißem Licht erzeugte Regenbogenfarben
Aufbau
Lichtinterferenz CD Reflektionsgitter Aufbau.jpg
Beobachtung
Lichtinterferenz CD Reflektionsgitter Beobachtung.jpg
Lichtinterferenz CD Reflektionsgitter Beobachtung Papier.jpg

Vergleich mit dem Doppelspalt

Die Maxima des Gitters sind im Vergleich zum Doppelspalt viel enger begrenzt. Die Minima dagegen sind sehr ausgedehnt.

Bei dieser Animation kann man die Anzahl der Spalte vergrößern und so den Übergang von Doppelspalt zu Gitter verfolgen:

Erklärung und mathematische Beschreibung des Gitters(noch eine Formel:)

Links

Fußnoten

  1. ↑ Vahram Mekhitarian Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
  2. ↑ Vahram Mekhitarian Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Von „http://schulphysikwiki.de/index.php?title=Optische_Gitter&oldid=16797“