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Noch mehr Aufgaben zur Interferenz von Licht
6) Lichtfarben und Wellenlänge
- Ein Gitter wird vom Licht einer Glühlampe beleuchtet. Hinter dem Gitter ist im Abstand von 60cm ein Schirm. (Versuchsaufbau) Hier die Ergebnisse:
Gitter mit 80 Linien pro mm
Gitter mit 300 Linien pro mm
a) Bestimmen Sie aus den Messergebnissen die Wellenlänge von violettem, blauen, grünem, gelben und rotem Licht. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit Literaturwerten.
b) Warum ist das Maximum nullter Ordnung weiss und nicht bunt wie die anderen?
c) Zu dem Gitter mit 80 Linien pro mm:
- Warum ist das zweite Maximum breiter als das erste?
- Begründen Sie, dass das zweite Maximum doppelt so breit sein müsste wie das erste. Wie breit ist demnach das dritte?
7) Einzelspalt
Beleuchtet man einen schmalen Spalt mit weißem Licht, so kann man dahinter ein buntes Streifenmuster auf einem Schirm beobachten.
- Wie kommt es zu den wiederholten dunklen Stellen? Fertigen Sie eine Zeichnung zur Begründung an.
- Wie kommt es zu den farbigen Rändern der hellen Stellen?
- Sind die hellen Stellen nach Außen hin oder zur Mitte hin rot? Begründen Sie.
Ein Einzelspalt hat eine Breite von genau einer Wellenlänge des einfallenden Lichtes.
- Wie breit ist das nullte Maximum, oder genauer: Unter welchem Winkel ist das Maximum nullter Ordnung zu sehen?
8) Haaresbreite
- a) Bestimmen Sie mit aus den Messergebnissen des "Haarschattenversuchs" die Wellenlänge des Laserlichts.
- 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.
- Zeichnen Sie das auf der Wand sichtbare Muster in Originalgröße.
9) Ein Seidenschal
- Ein roter Laserpointer, mit einer Wellenlänge von 630nm wird auf einen Schal gerichtet. Drei Meter hinter dem Schal kann man folgende Beobachtung machen:
- Erklären Sie die Beobachtung. Welche Eigenschaften des Schals können Sie daraus berechnen?
- Oder genauer: Bestimmen Sie die Dicke der Fäden und die Breite der Lücken in horizontaler und vertikaler Richtung.
10) Eine CD oder DVD
- Ein Laserpointer emmittiert Licht einer Wellenlänge von 630nm und wird auf eine CD gerichtet. Man macht folgende Beobachtung:
- Zwischen den Maxima Nullter und erster Ordnung bildet sich ein Winkel von 22°.
- Berechnen Sie daraus den Abstand zwischen den Rillen einer CD und schätzen Sie daraus die Anzahl der Rillen der CD ab.
- Wie groß ist der Winkel zum Maximum zweiter Ordnung?
- Erkundigen Sie sich nach dem Rillenabstand einer DVD.
- Wie verändert sich das Interferenzmuster, wenn man die CD durch eine DVD austauscht?
11) Mehrfachspalt und Zeigeraddition
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.
- Wieviele Spalte hat der Mehrfachspalt? Begründen Sie in Worten und mit Hilfe von Zeigeraddition.
- Wie breit sind die einzelnen Spalte und wie groß ist der Mittenabstand zwischen den Spalten?
