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Schule (13 Gymi) Licht am Einzelspalt

Willkommen in der Mk-Community Foren Community Physik & Theorie Schule (13 Gymi) Licht am Einzelspalt

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  • Autor
    Beiträge
    • #490810
      Ulmi
      Teilnehmer

      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

    • #784418
      Thomas
      Teilnehmer

      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.

    • #784419
      ein1Stein
      Teilnehmer

      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 Schirm

      sin(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 …

    • #784424
      Pommbaer
      Teilnehmer

      ein1Stein;341617 said:
      ich habe mich geraden anders entschieden

      Abstand wom Spalt zum Schirm

      Man merkt dass dein Kopf geschlaucht ist ^^ ruh dich lieber mal ne Rune aus =)

    • #784447
      Patty
      Teilnehmer

      Ausruhen ist ganz wichtig ;)Erinnere mich noch an das Thema, war immer ganz interessant! Mit Formen kann ich dir aber nicht mehr aushelfen…

    • #785854
      Ulmi
      Teilnehmer

      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: 3,5mm

      Dadurch ergibt sich dann durch tan alpha= Abstand Hauptmaximum/Länge
      und sin alpha= (n*lambda)/Spaltbreite
      die Wellenlänge von 522nm

    • #785873
      ulv
      Teilnehmer

      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!) + Rest

      Den 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

    • #786069
      ein1Stein
      Teilnehmer

      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.

    • #786076
      psyrus
      Teilnehmer

      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

    • #786133
      ein1Stein
      Teilnehmer

      ..der Spaltabstand liegt aber im Bereich von 1mm …

    • #786142
      Patty
      Teilnehmer

      Ich kenns auch nur so, dass die Spaltbreite angegeben wird! Wüsste nicht, dass ich die jemals berechnet hätte…

    • #786936
      psyrus
      Teilnehmer

      also soweiß ich mich erinnern kann war das bei uns in der praxis “d” immer unter nem mm
      what ever

    • #910212
      Martin92
      Teilnehmer

      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

    • #910228
      ThaRippa
      Verwalter

      Wär doch schade drum 😉

    • #910255
      loony
      Teilnehmer

      Nein, zeitloses wird hier nicht gelöscht :d:

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