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===Noch mehr Aufgaben zur Interferenz von Licht===
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=====6) Lichtfarben und Wellenlänge=====
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:Ein Gitter wird vom Licht einer Glühlampe beleuchtet. Hinter dem Gitter ist im Abstand von 60cm ein Schirm. ([[Optische_Gitter#Versuch:_Gl.C3.BChlampenlicht_trifft_auf_ein_Gitter|Versuchsaufbau]]) Hier die Ergebnisse:
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==Das Potential im elektrischen Stromkreis==
  
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====Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis====
Bild:Gitter_Messung_80pro_mm_60cm_Spalt_schmal.jpg|Gitter mit 80 Linien pro mm
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Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential <math>\varphi</math>. Es wird in Volt (nach [https://de.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta Alessandro Volta] 1745-1827) gemessen.
Bild:Gitter_Messung_300pro_mm_60cm.jpg|Gitter mit 300 Linien pro mm
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</gallery>
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'''a)''' Bestimmen Sie aus den Messergebnissen die Wellenlänge von violettem, blauen, grünem, gelben und rotem Licht. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit Literaturwerten.
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{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
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*Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential.
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*Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential.
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*Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie!
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*Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.
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'''b)''' Warum ist das Maximum nullter Ordnung weiss und nicht bunt wie die anderen?
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====Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung <math>U</math>====
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Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potential''unterschiede'' zwischen zwei Stellen messen!
  
'''c)''' Zu dem Gitter mit 80 Linien pro mm:
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Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also  <math>0\,\rm V</math> , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu  <math>0\,\rm V</math> , also das dortige Potential, an.
*Warum ist das zweite Maximum breiter als das erste?
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*Begründen Sie, dass das zweite Maximum doppelt so breit sein müsste wie das erste. Wie breit ist demnach das dritte?
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=====7) Einzelspalt=====
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[[Datei:Stromkreis Spannungsmessung Voltmeter.png|465px]]
Beleuchtet man einen schmalen Spalt mit weißem Licht, so kann man dahinter ein buntes Streifenmuster auf einem Schirm beobachten.
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*Wie kommt es zu den wiederholten dunklen Stellen? Fertigen Sie eine Zeichnung zur Begründung an.
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*Wie kommt es zu den farbigen Rändern der hellen Stellen?
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:Sind die hellen Stellen nach Außen hin oder zur Mitte hin rot? Begründen Sie.
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Ein Einzelspalt hat eine Breite von genau einer Wellenlänge des einfallenden Lichtes.
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{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
*Wie breit ist das nullte Maximum, oder genauer: Unter welchem Winkel ist das Maximum nullter Ordnung zu sehen?
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*Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied <math>\Delta \varphi</math> messen. Er heißt "Spannung" (<math>U</math>) und wird auch in Volt gemessen.
=====8) Haaresbreite=====
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*Das Potential <math>0\,\rm V</math> kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").
:'''a)''' Bestimmen Sie mit aus den Messergebnissen des "[[Doppelspaltversuch_(Schatten_eines_Haares)#Versuch:_Der_Schatten_eines_Haares|Haarschattenversuchs]]" die Wellenlänge des Laserlichts.
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:'''b)''' Mit einem Laserpointer läßt man rotes Licht der Wellenlänge 650nm auf ein Haar fallen. Die Dicke des Haares hat man vorher zu 5 Hundertstel mm gemessen. Auf der 2m entfernten Wand kann man nun eine interessante Beobachtung machen.
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:Zeichnen Sie das auf der Wand sichtbare Muster in Originalgröße.
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=====9) Ein Seidenschal=====
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:Ein roter Laserpointer, mit einer Wellenlänge von 630nm  wird auf einen Schal gerichtet. Drei Meter hinter dem Schal kann man folgende Beobachtung machen:
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:[[Datei:Licht_Interferenz_Schal_3m.jpg|none|thumb]]
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*Erklären Sie die Beobachtung. Welche Eigenschaften des Schals können Sie daraus berechnen?
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*Oder genauer: Bestimmen Sie die Dicke der Fäden und die Breite der Lücken in horizontaler und vertikaler Richtung.
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=====10) Eine CD oder DVD=====
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:Ein Laserpointer emmittiert Licht einer Wellenlänge von 630nm und wird auf eine CD gerichtet. Man macht folgende Beobachtung:
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:[[Datei:Lichtinterferenz_CD_Reflektionsgitter_Beobachtung.jpg|thumb|none]]
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:Zwischen den Maxima Nullter und erster Ordnung bildet sich ein Winkel von 22°.
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*Berechnen Sie daraus den Abstand zwischen den Rillen einer CD und schätzen Sie daraus die Anzahl der Rillen der CD ab.
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:Wie groß ist der Winkel zum Maximum zweiter Ordnung?
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*Erkundigen Sie sich nach dem Rillenabstand einer DVD.
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:Wie verändert sich das Interferenzmuster, wenn man die CD durch eine DVD austauscht?
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=====11) Mehrfachspalt und Zeigeraddition=====
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[[Datei:RCL_Vierfachspalt_532nm_10um_40um.jpg|thumb]]
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Das nebenstehende Bild zeigt das Bild eines Schirms hinter einem beleuchteten Mehrfachspalt. Der verwendete Laser hat eine Wellenlänge von 532nm und der Abstand zwischen Spalt und Schirm beträgt 1m.
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*Wieviele Spalte hat der Mehrfachspalt? Begründen Sie in Worten und mit Hilfe von Zeigeraddition.
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*Wie breit sind die einzelnen Spalte und wie groß ist der Mittenabstand zwischen den Spalten?
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Version vom 9. April 2025, 07:28 Uhr

Das Potential im elektrischen Stromkreis

Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis

Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential φ. Es wird in Volt (nach Alessandro Volta 1745-1827) gemessen.

  • Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential.
  • Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential.
  • Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie!
  • Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.

Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung U

Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potentialunterschiede zwischen zwei Stellen messen!

Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also 0V , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu 0V , also das dortige Potential, an.

Stromkreis Spannungsmessung Voltmeter.png

  • Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied Δφ messen. Er heißt "Spannung" (U) und wird auch in Volt gemessen.
  • Das Potential 0V kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").