Schule (13 Gymi) Licht am Einzelspalt
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- Dieses Thema hat 14 Antworten und 10 Teilnehmer, und wurde zuletzt aktualisiert vor 12 Jahren, 3 Monaten von loony.
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18. November 2008 um 15:11 Uhr #490810UlmiTeilnehmer
Hallo Leute, weiß nicht wo ich diesen Beitrag am besten hinposten soll, deshalb stell ich ihn mal hier rein. Schreib morgen eine Physikklausur und hab ein paar Fragen an euch.
Es geht im Licht am Einzelspalt. Jetzt mal zur Frage: Geht licht durch einen Einzelspalt ,beugt sich dieses und man sieht ein typisches Interferenzmunster am Schirm. Beim Minimum erster Ordnung Haben wir den Lichtstrahl in 2 Bündel geteilt und erklärt wieso sie sich auslöschen. Dann irgendwas mit Gangunterschied muss lambda sein damit ein Minimum entsteht usw. Und hier blick ich nicht ganz durch…. Wie sieht das dann beim Maximum erster Ordnung aus oder beim Minimum 2ter Ordnung?
Hoffe ihr versteht mein Problem ^^ Danke schon mal für Eure Hilfe -
18. November 2008 um 17:11 Uhr #784418ThomasTeilnehmer
Hallo Ulmi,
schön erklärt ist das wellenoptische Phänomen der Beugung am Einzelspalt z.B. hier: http://www.ep4.ruhr-uni-bochum.de/imperia/md/content/skripte/ws03-04/mediziener/37_lektion.pdf
http://www.lmtm.de/PhysiXTM/emschwingungenwellen/texte/einzelspalt.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Beugung_(Physik)Ich hoffe das hilft Dir weiter.
MfG
Thomas. -
18. November 2008 um 17:11 Uhr #784419ein1SteinTeilnehmer
13 – nächstes Jahr Abitur… wir haben sowas vor einem halben Jahr gemacht… Schafft ihr denn dann noch alles bis zum Abi…
Dann wahrscheinlich auch 4-Std…. das habe ich seit 5h hinter mir…
Also jetzt mal zu deiner Frage:
Erstmal zur Formel:
l = Spaltbreite
n = Ordnung
lambda = wellenlänge
d = Abstand zur Mitte
L = Abstand wom Spalt zum Schirmsin(alpha)= n * lambda / l
tan(alpha) = d/L
und für alpha kleiner als 10° ist sin(alpha) = tan (alpha)
wenn du nun für n=1,2,3… einsetzt: Minimum
wenn du nun für n = 3/2, 5/2, 7/2… einsetzt: Maximum….So eine Formel oder so ähnlich müsstest du auch haben… und zur erklärung …
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18. November 2008 um 18:11 Uhr #784424PommbaerTeilnehmer
ein1Stein;341617 said:
ich habe mich geraden anders entschiedenAbstand wom Spalt zum Schirm
Man merkt dass dein Kopf geschlaucht ist ^^ ruh dich lieber mal ne Rune aus =)
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18. November 2008 um 19:11 Uhr #784447PattyTeilnehmer
Ausruhen ist ganz wichtig ;)Erinnere mich noch an das Thema, war immer ganz interessant! Mit Formen kann ich dir aber nicht mehr aushelfen…
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27. November 2008 um 18:11 Uhr #785854UlmiTeilnehmer
hab wieder mal eine Frage an euch ^^
Haben vor kurzem ein Praktikum gemacht bei dem wir die Wellenlänge eines Laser bestimmen sollten.
Der Versuch war folgendermaßen Aufgebaut:wir jagten einen Laserstrahl durch einen Doppelspalt und sahen dann an einer Wand das Interferenzmuster. Durch rechnen bekam ich eine Wellenlänge von 522 nm.
Ein ziemlich schlechter Wert xD
Nun muss ich halt noch Fehlerquellen rausbekommen und heir hab ich so meine Probleme… Was kann ich denn hier alles erwähnen?
Mal ein paar Messangaben:Länge= 6.70m
Spaltbreite: 1mm
Abstand zum Hauptmaximum erster Ordnung: 3,5mmDadurch ergibt sich dann durch tan alpha= Abstand Hauptmaximum/Länge
und sin alpha= (n*lambda)/Spaltbreite
die Wellenlänge von 522nm -
27. November 2008 um 20:11 Uhr #785873ulvTeilnehmer
Wenn du das solide machen willst dann solltest du dir überlegen, welche Messfehler einfach und welche evtl. verstärkt z.B. quadratisch in das Ergebnis eingehen:
Dazu näherst du zuerst die Winkelfunktionen, damit das einfacher wird durch allgemein bekannte Potenzreihenentwicklungen:
tan(x)=x + kleiner Rest | genauer tan(x)= x +1/3*x^3+2/15*x^5+Rest
sin(x)=x – kleiner Rest | genauer x – (x^3)/(3!) +(x^5)/(5!) + RestDen Rest lässt du einfach unter den Tisch fallen, weil er bei kleinen Winkeln eh viel kleiner ist als die Messgenauigkeit.
Jetzt kannst du die Formel (für kleine Winkel) vereinfacht schreiben: mit tan(a)=sin(a)
(n*lambda)/Spaltbreite=Abstand Hauptmaximum/Länge
und damit:
lambda=(Abstand Hauptmaximum*Spaltbreite)/(Länge*n)Wie du jetzt siehst gehen alle Messfehler (Spaltbreite, Länge, Abstand) direkt in das Ergebnis ein. Also 10% falsch gemessen => 10% falsches Ergebnis.
Jetzt schaust du ins Datenblatt vom “Spalt” und versuchst rauszufinden, wie genau der gefertigt wurde. Dann überlegst du dir, wie genau du selbst messen bzw. ablesen kannst. Letzteres kannst du auch über mehrfaches Messen statistisch ermitteln.Wenn du damit fertig bist kannst du den Laser auch hier raussuchen – gibt ja nicht so viele. 😀
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Laser_spectral_lines.svg -
28. November 2008 um 19:11 Uhr #786069ein1SteinTeilnehmer
Also ich kann dir nur folgenden Ratschlag geben:
Miss [SIZE=”4″]niemals [/SIZE] den Abstand vom ersten Maximum zum Hauptmaximum…
Miss den Abstand zum 5 Maximum, dann wird das genauer. Garantiert!
Die Spaltbreite lässt sich ziemlich exakt mit einer Schieblehre bestimmen, wenn sie nicht vom Hersteller gegeben ist. Der Abstand zum Schirm sollte möglichst groß gewählt werden, dann wird der Messfehler prozentual immer geringer.
Und wenn du das alles beachtest, müsste man zumindest einen Fehler unter 5nm schaffen…
Ps: Notfalls schummelst du ein wenig. Es ist wahrscheinlich ein Helium-Neon-Laser (HeNe-Laser) 632,8nm … und dann machst du dir die anderen Werte passend \D/ … Bei uns hat einer den Fehler gemacht, dass es auf 0,1 nm gepasst hat… ganz so auffällig sollte es nicht sein.
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28. November 2008 um 20:11 Uhr #786076psyrusTeilnehmer
ein1Stein;343444 said:
Die Spaltbreite lässt sich ziemlich exakt mit einer Schieblehre bestimmen,
was willste denn da lehren? oder meinste nen messschieber.
also nen spalt der unter umstäden 1/10 mm oder 2/10 mm hat mit einem messinstrument zu messen was auf n 1/10 oder n 1/20 genau ist halte ich für gewagt, denn selbst die digitalen die evtl auch 1/100 anzeigen sind nicht so genau.
und wie will man da denn die messspitzen ansetzen.
mit ner fühlerblattlehre das spaltmaß zu bestimmen ginge schon eher.also spaltbreite muss in meinen augen angegeben sein oder halt als zu berechnende größe stehen. so war es zumindest bei uns im LK damals immer
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29. November 2008 um 10:11 Uhr #786133ein1SteinTeilnehmer
..der Spaltabstand liegt aber im Bereich von 1mm …
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29. November 2008 um 11:11 Uhr #786142PattyTeilnehmer
Ich kenns auch nur so, dass die Spaltbreite angegeben wird! Wüsste nicht, dass ich die jemals berechnet hätte…
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2. Dezember 2008 um 18:12 Uhr #786936psyrusTeilnehmer
also soweiß ich mich erinnern kann war das bei uns in der praxis “d” immer unter nem mm
what ever -
4. Januar 2012 um 2:01 Uhr #910212Martin92Teilnehmer
Es wird durchaus auch öfters nach der Spaltbreite gefragt, zwar nicht unbedingt beim Einzelspalt aber beim Doppelspalt/Gitter, was ja auch Sinn macht. Auf diese Weise kann man zb die Abstände der Moleküle in lichtdurchlässigen Stoffen berechnen…
im Prinzip muss man ja auch einfach nur die Formel, die man nach der Näherung zusammenstellt, nach der Spaltbreite umstellen (siehe Skizze), von daher ist die Spaltbreite experimentell auch sehr leicht zu bestimmen, man braucht nur eine Lichtquelle mit bekannter Wellenlänge und muss dann nur die Abstände von den Maximas und den Schirmabstand messen. Habe den Versuch erst vor kurzem gemacht, und es kam bei allen Maximas ziemlich genau der gleiche Wert raus…
//EDIT: uhh ich sehe grade, der Fred ist steinalt… könnt meinen Post wieder löschen *g Sorry
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4. Januar 2012 um 16:01 Uhr #910228ThaRippaAdministrator
Wär doch schade drum 😉
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4. Januar 2012 um 21:01 Uhr #910255loonyTeilnehmer
Nein, zeitloses wird hier nicht gelöscht :d:
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