Download PDF-Zusammenfassung Optik

Gitter | Punktgitter |Kreuzgitter | Raumgitter | Beugung | Fresnelbeugung | Zeiger | Interferenz | Interferenzmuster | OAM-Wellen | Gaußstrahlen |

Photon am Doppelspalt | Reflexion und Brechung | Licht im Medium | Frequenzkamm | Doppelspalt und Dualismus | Kohärenzlänge | Matrixoptik - Quantenoptik

Rund um das Gitter...

Achtung: Die Intensitätsverteilungen sind über dem Gangunterschied (proportional zum Sinus des Beugungswinkels) abgetragen. Maxima erscheinen deshalb äquidistant.

Die Standard-Aufgabe im Physikabitur (wird auch noch beim Vordiplom gefragt): 

Wie sieht die Intensitätsverteilung bei der Beugung von Licht am Gitter mit Öffnungen endlicher Breite aus?

Antwort: Die Intensitätsverteilung der punktförmig gedachten Öffnungen (im Bild schwarz, vier Öffnungen), wird durch die 'Intensitätsverteilung des Einzelspalts' multiplikativ moduliert. Und so sieht das Ergebnis aus.

Die Animationen zeigen Intensitätsverteilungen von 'beweglichen Gittern', die sich nur mit dem Computer herstellen lassen.

Vier Öffnungen in konstantem Abstand (Gitterkonstante :-), deren Breite vergrößert wird: Die Einhüllende (Intensitätsverteilung des Einzelspalts) ändert sich, während die Lage der 'Gittermaxima' konstant bleibt.

Als Movie 41KB

Zwei Öffnungen konstanter Breite (Spaltbreite), deren Abstand vergrößert wird: Die Einhüllende (Intensitätsverteilung des Einzelspalts) ändert sich nicht, während die Zahl der 'Gittermaxima' zunimmt.

Als Movie 120KB

Ebenso beliebt ist die Frage nach der Abhängigkeit der Intensitätsverteilung von der Wellenlänge (Farbe) und ab welcher Ordnung sich die Spektren überlappen...

Bei der Beugung am Doppelspalt (Öffnungen endlicher Breite) sieht es mit rotem Licht so aus:

Mit blauem Licht so:

Was ist also der Unterschied?

Sieht man den Unterschied hier besser?

Im Realexperiment würden sich die Farben so mischen:

Und eine Photodiode würde diese Intensitätsverteilung aufzeichnen:

Gitter | Fresnelbeugung | Zeiger | Photon am Doppelspalt

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aus 'Moderne Physik mit Maple'

komma@oe.uni-tuebingen.de

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