Optik 2.1 Interfernz-Beugung
S. 107-133
S. 107-133
Was bedeutet Interferenz
Interferenz [interfere (lat.) = gegeneinander schlagen] bedeutet: Überlagerung von Wellen. Somit versteht man unter „Interferenz des Lichts“ die Überlagerung von Lichtwellen. Interferenz des Lichts ist ein optischer Effekt, der aufgrund des Wellencharakters zustande kommt.
Nenne die 3 Gesetzmässigkeit von Interferenzwellen
1. Die Amplitudengrössen der aufeinandertreffenden Wellen bestimmt die Höhe der resultierenden Welle.
2. Die Phasenbeziehung der aufeinandertreffenden Wellen bestimmt die Höhe der resultierenden Welle. Phase (griech.) = Abschnitt einer stetigen Entwicklung. Physikalisch: Schwingungszustand.
3. Ist die Ausbreitung der interferierenden Wellen nicht aufeinander abgestimmt, so dauert die Interferenz nur eine äusserst kurze Zeit. Beim Licht ist die Interferenz nur beobachtbar, wenn die interferierenden Wellen aufeinander abgestimmt sind.
Nenne die Unterteilung von Interferentem Licht
Konstruktive Interferenz
Destruktive Interferenz, die unterschieden wird in:
Interferenz der Abschwächung
Interferenz der Auslöschung.
Wie ensteht konstruktive Interferenz?
Eine konstruktive Interferenz entsteht, wenn die beiden Lichtwellen in der gleichen Phase bzw. ohne Gangunterschied zueinander verlaufen.
Nenne die 11 Bedingungen zum enstehen von Kohärenz
- werden von einem Punkt bzw. Atom einer Lichtquelle ausgesendet
- haben die gleiche Frequenz bzw. die gleiche Vakuumwellenlänge
- haben eine gleichbleibende Phasenverschiebung
- breiten sich in die gleiche Richtung aus
- haben die gleiche Schwingungsebene
- durchdringen sich
- und werden demzufolge zeitgleich ausgesendet
- gleicher Ursprungsort
- gleiche Wellenlänge
- gleiche Ebene schwingend
- gleiche Phasendiffernz
Was ist der Gangunterschied?
Der Gangunterschied ist die Differenz der optischen Weglängen, welche zwei Wellenzüge nach der Teilung bis zu ihrem Zusammentreffen haben. Der Gangunterschied hat eine Phasendifferenz - die oft als Phasenverschiebung bezeichnet wird - zur Folge
Wie ensteht eine Interferenz der Verstärkung (= konstruktive Interferenz)?
Eine Interferenz der Verstärkung tritt auf, wenn Wellenberg auf Wellenberg und Wellental auf Wellental trifft. Dies ist der Fall, wenn die beiden Wellen in der gleichen Phase verlaufen.
In diesem Fall addieren sich die beiden Amplituden zur resultierenden Welle.
Wie ensteht eine Interferenz der Abschwächung (= destruktive Interferenz)?
Eine Interferenz der Abschwächung tritt auf, wenn Wellenberg auf Wellental trifft.
Dies ist der Fall, wenn die beiden Wellen um λ/2 phasenverschoben und unterschiedlich gross sind. In diesem Fall subtrahieren sich die beiden Amplituden zur resultierenden Welle.
Wie ensteht eine Interferenz der Auslöschung (= Spezialfall der destruktiven Interferenz)?
Eine Interferenz der Auslöschung tritt ebenfalls auf, wenn Wellenberg auf Wellental trifft.
Dies ist der Fall, wenn die beiden Wellen um λ/2 phasenverschoben und gleich gross sind.
In diesem Fall subtrahieren sich die beiden Amplituden zur „resultierenden Welle“ mit der Amplitude null.
Nenne die Anwendung der Interferenz
- Zum Prüfen polierter feinoptischer Oberflächen.
- Zur Brechzahlbestimmung mit einem Interferenzrefraktometer
- Zur Distanzbestimmung mit einem Interferometer
- Als Laser
- Für Hologramme
- Als Interferenzfilter
- In der Phasenkontrastmikroskopie zur Kontraststeigerung
- Zum Entspiegeln oder Verspiegeln von optischen Oberflächen
Nenne die Anwendung von Interferenzen ausserhalb der Optik
- Federn von diversen Vögeln (z.B. Purpurkehlnymphe, Kolibri, Augen der Pfauenfeder)
- Flügel von Insekten, Schuppen von Schmetterlingsflügeln
- Dünne Ölschicht auf Wasser
- Haut der Seifenblasen
- Farben auf einer CD oder DVD
- Anlassfarben
- Spezialfarben bei Autos
Durch was enstehebn Lichtverluste?
Reflexion
Absorption
Der Absorptionsverlust ist bei ungetönten Brillengläsern klein.
Nenne 6 wichtige Fakten zu Lichtverlust bei Brillengläsern
- Nicht vergütete Brillengläser mit einer hohen Brechzahl haben einen grösseren Oberflächenspiegelverlust, als unbeschichtete Brillengläser mit einer kleineren Brechzahl.
- Brillengläser mit einem hohen Brechungsindex haben zudem einen grösseren Absorptionsverlust, als Brillengläser mit einer kleineren Brechzahl.
- Nicht entspiegelte Brillengläser mit einer hohen Brechzahl haben demzufolge einen kleineren Transmissionsgrad, als Brillengläser (ohne AR) mit einer geringeren Brechzahl.
- Bei schrägem Lichteinfall ist der Reflexionsgrad grösser.
- Je flacher das Brillenglas ist, desto stärker stört das reflektierte Licht.
- Höherbrechende Brillengläser sollen (nahezu) immer entspiegelt werden.
Was ist die AR bzw. Anti-Reflex, reflexmindernde Schichten, Entspiegelung?
Um optische Linsen bzw. Brillengläser zu entspiegeln, werden sie mit einem „dünnen Film“ beschichtet. Dadurch löschen sich die Lichtstrahlen, die an der Grenzfläche Luft Entspiegelungsschicht reflektiert werden und die Lichtstrahlen, die an der Grenzfläche Entspiegelungsschicht-Glas reflektiert werden, aus. Dieser Effekt verhindert nicht nur die störenden Reflexe auf der Glasoberfläche, sondern ermöglicht, dass mehr Licht in das Brillenglas bzw. in die Linse eintritt.
Was ist das AR-Prinzip?
AR-Prinzip: ALLES LICHT, DAS NICHT REFLEKTIERT WIRD, TRITT INS BRILLENGLAS EIN! Durch die AR-Schicht wird die Reflexion „unterdrückt“. D. h. die AR-Schicht absorbiert keine Energie und erwärmt sich somit auch nicht! Zudem entstehen dank der AR-Schicht weniger Reflexe, als wenn das Licht aus der Luft direkt ins Glas übertritt, da die Brechzahlendifferenz Luft - AR-Schicht kleiner ist, als der Luft - Brillenglas.
Welche zwei Bedingungen muss eine ideale AR-Schicht erfüllen?
Amplitudenbedingung
Phasenbedingung
Wie erfüllt sich die Amplitudenbedingung?
Wenn die Amplituden der beiden reflektierten Teilwellen - einmal reflektiert an der Grenzfläche LuftEntspiegelungsschicht und einmal reflektiert an der Grenzfläche AR-Schicht-Glas - gleich gross sind
Was ist die Phasenbedingung?
Da zweimal ein Phasensprung auftritt, ein Phasensprung an der Grenzfläche Luft-AR-Schicht und ein zweiter Phasensprung an der Grenzfläche Entspiegelungsschicht-Glas, muss eine Entspiegelungsschicht eine Dicke von λ/4 (bzw. ein ungerades Vielfaches davon) der durch Interferenz auszulöschenden Wellenlänge aufweisen.
Was ist eine Einfachentspiegelung?
- Eine einfache Entspiegelungsschicht wirkt (in der Regel) nur für eine Wellenlänge. Vorteilhafterweise wird die AR-Schicht so gestaltet, dass sie den Reflex einer Wellenlänge, auf die das menschliche Auge besonders empfindlich ist, durch Interferenz eliminiert.
- Bei einem höherbrechenden Brillenglas wirkt eine Einfachschicht besser, da die Amplitudenbedingung besser eingehalten werden kann.Daher ist der Restreflex bei höherbrechenden, einfach beschichteten Brillengläsern intensiver bzw. farbiger, als bei Brillenkrongläsern. Somit sollten auch höherbrechende Brillengläser mit einer Mehrschichtvergütung versehen werden.
Was für ein Material braucht man für eine Enspiegelungsschicht?
- Metalloxid
- Quarz
Was ist die Multienspiegelung?
- Ein Multi-ET besteht aus zwei Schichten, wobei zu erwähnen ist, dass einige Glashersteller eine Dreifachschichtoder Mehrfachschicht - vor allem bei organischen Gläsern - als Multi-AR verkaufen.
- Beim Multi-AR werden verschiedene Materialien in unterschiedlichen Schichtdicken aufgedampft, damit sowohl die Phasenbedingung, wie auch die Amplitudenbedingung möglichst gut eingehalten werden. Der Multi-ET ist ein guter Kompromiss zwischen optischer Wirkung, Ästhetik, Preis und Pflegebedürftigkeit.
Was ist die Superenspiegelung?
Ein Breitband- oder Super-AR ist (für Brillengläser) aus bis zu 9 Schichten aufgebaut. Um die Amplituden- und die Phasenbedingung möglichst gut einzuhalten, werden - wie beim Multi-AR - unterschiedliche Materialien(mit unterschiedlichen Brechzahlen) als unterschiedlich dicke Schichten aufgetragen.
Der Transmissionsgrad eines mit einem Super-AR beschichteten Brillenglases liegt maximal bei ca. 0,996.
Was ist die Verspiegelung?
- Ein Glas kann metallisch oder mit Hilfe von Interferenzschichten verspiegelt werden. Falls das Brillenglas mit Interferenzschichten verspiegelt wird, so ist die Schichtdicke λ/2 - also doppelt so dick.
- Verspiegelungs-Interferenzschichten sind im Prinzip dicke Entspiegelungen!
Was ist die Beugung (Diffraktion)?
Treffen elektromagnetische Wellen (z. B. Lichtwellen) auf ein Hindernis (z. B. eine Blende, ein Staubpartikel, eine Linsenfassung, einen Linsenrand oder einen Fingerabdruck auf einer Linse oder auf einem Spiegel), so breiten sich die Wellen nicht mehr vollständig geradlinig aus. Ein Teil der Wellen wird in den geometrischen Schattenraum abgelenkt. Diese Ablenkung in die geometrischen Schattenräume heisst Beugung.
- Beugung ist das Eindringen von Licht in seine geometrischen Schattenräume
Was bewirkt die Blendenöffnung?
Die Form der Beugung
Was ist die Beugung am Spalt?
Tritt monochromatisches Licht (z .B. das Licht eines Lasers) durch einen engen Spalt und trifft auf einen Schirm, so sieht man auf dem Schirm ein Streifenmuster.
- Die hellen (Licht-)Streifen heissen Beugungsmaxima.
- Die dunklen (Schatten-)Streifen heissen Beugungsminima.
- Diese Maxima und Minima sind das Resultat von Interferenzen der gebeugten Wellenzüge.
Erkläre die Ordnung der Beugung
- Der hellste Streifen liegt gerade vor dem Spalt und heisst Beugungsmaximum 0. Ordnung
- Symmetrisch um das Maximum 0. Ordnung liegen die beiden Beugungsminima 1. Ordnung.
- Symmetrisch ausserhalb dieser Beugungsminima folgen die Beugungsmaxima 1. Ordnung; anschliessend folgen die Beugungsminima 2. Ordnung, dann die Beugungsmaxima 2. Ordnung, ferner die Minima 3. Ordnung und wiederum die Maxima 3. Ordnung usw.
Was sagt das Beugungsspektrum aus?
Langwelliges Licht wird stärker gebeugt, als kurzwelliges Licht.
Was ist die Beugung an der Lochblende?
Durch die Interferenzen, die durch die Beugung entstehen, wird das Beugungsbild eines Objektpunkts kreisförmig und heisst Beugungsscheibchen.
1. Die Beugung begrenzt das Auflösungsvermögen eines optischen Instruments.
2. Das Auflösungsvermögen begrenzt die förderliche Vergrösserung eines optischen
Instruments
Was ist die Polarisation?
Licht breitet sich als Transversalwelle aus.
- Linear polarisiertem Licht, bei dem die elektrische Teilwelle in einer Ebene schwingt.
- Zirkular polarisiertem Licht, bei dem die elektrische Teilwelle kreisförmig rotiert (d. h. das Licht breitet sich gewissermassen mit einer „Schraubenbewegung“ aus).
- Elliptisch polarisiertem Licht, bei dem die elektrische Teilwelle ellipsenförmig verläuft.
Wie lässst sich lineare polarisation erzeugen?
- mit einer Reflexion auf einer nichtmetallischen Oberfläche
- mit einer Brechung
- mit einer Doppelbrechung
- mit Dichroismus
- mit Polarisationsfiltern (die auf einer Doppelbrechung und dem Dichroismus beruhen; diese Filter müssen somit streng genommen der Doppelbrechung bzw. dem Dichroismus zugeordnet werden)
- mit Streuung
Was ist der Unterschied zwischen unpolariertem- und polarisiertem Licht?
- Das unpolarisierte Licht wird auch als natürliches Licht oder gewöhnliches Licht bezeichnet.
- Unpolarisiertes Licht wird durch viele unabhängige Lichtquellen erzeugt, deren Strahlung nicht synchronisiert (gleichlaufend) ist.
- Die elektrischen Teilwellen des Lichtstroms schwingen in allen Ebenen (Richtungen)
Wie verhält sich Polaristoir zu einem Analysator?
Unpolarisiertes Licht wird durch einen Polarisator polarisiert. Der Nachweis von polarisiertem Licht erfolgt mit einem Analysator (welcher ebenfalls ein „Polarisator“ ist).
- Wenn der Analysator 90° zum Polarisator ausgerichtet wird, tritt kein Licht aus dem Analysator aus.
- Wenn der Analysator jedoch parallel zum Polarisator ausgerichtet ist, tritt Licht aus dem Analysator aus.
- Wenn der Analysator weder parallel noch senkrecht zum Polarisator ausgerichtet wird, tritt ebenfalls Licht aus dem Analysator aus.
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Cartes-fiches
Was bedeutet Interferenz
Interferenz [interfere (lat.) = gegeneinander schlagen] bedeutet: Überlagerung von Wellen. Somit versteht man unter „Interferenz des Lichts“ die Überlagerung von Lichtwellen. Interferenz des Lichts ist ein optischer Effekt, der aufgrund des Wellencharakters zustande kommt.
Nenne die 3 Gesetzmässigkeit von Interferenzwellen
1. Die Amplitudengrössen der aufeinandertreffenden Wellen bestimmt die Höhe der resultierenden Welle.
2. Die Phasenbeziehung der aufeinandertreffenden Wellen bestimmt die Höhe der resultierenden Welle. Phase (griech.) = Abschnitt einer stetigen Entwicklung. Physikalisch: Schwingungszustand.
3. Ist die Ausbreitung der interferierenden Wellen nicht aufeinander abgestimmt, so dauert die Interferenz nur eine äusserst kurze Zeit. Beim Licht ist die Interferenz nur beobachtbar, wenn die interferierenden Wellen aufeinander abgestimmt sind.
Nenne die Unterteilung von Interferentem Licht
Konstruktive Interferenz
Destruktive Interferenz, die unterschieden wird in:
Interferenz der Abschwächung
Interferenz der Auslöschung.
Wie ensteht konstruktive Interferenz?
Eine konstruktive Interferenz entsteht, wenn die beiden Lichtwellen in der gleichen Phase bzw. ohne Gangunterschied zueinander verlaufen.
Nenne die 11 Bedingungen zum enstehen von Kohärenz
- werden von einem Punkt bzw. Atom einer Lichtquelle ausgesendet
- haben die gleiche Frequenz bzw. die gleiche Vakuumwellenlänge
- haben eine gleichbleibende Phasenverschiebung
- breiten sich in die gleiche Richtung aus
- haben die gleiche Schwingungsebene
- durchdringen sich
- und werden demzufolge zeitgleich ausgesendet
- gleicher Ursprungsort
- gleiche Wellenlänge
- gleiche Ebene schwingend
- gleiche Phasendiffernz
Was ist der Gangunterschied?
Der Gangunterschied ist die Differenz der optischen Weglängen, welche zwei Wellenzüge nach der Teilung bis zu ihrem Zusammentreffen haben. Der Gangunterschied hat eine Phasendifferenz - die oft als Phasenverschiebung bezeichnet wird - zur Folge
Wie ensteht eine Interferenz der Verstärkung (= konstruktive Interferenz)?
Eine Interferenz der Verstärkung tritt auf, wenn Wellenberg auf Wellenberg und Wellental auf Wellental trifft. Dies ist der Fall, wenn die beiden Wellen in der gleichen Phase verlaufen.
In diesem Fall addieren sich die beiden Amplituden zur resultierenden Welle.
Wie ensteht eine Interferenz der Abschwächung (= destruktive Interferenz)?
Eine Interferenz der Abschwächung tritt auf, wenn Wellenberg auf Wellental trifft.
Dies ist der Fall, wenn die beiden Wellen um λ/2 phasenverschoben und unterschiedlich gross sind. In diesem Fall subtrahieren sich die beiden Amplituden zur resultierenden Welle.
Wie ensteht eine Interferenz der Auslöschung (= Spezialfall der destruktiven Interferenz)?
Eine Interferenz der Auslöschung tritt ebenfalls auf, wenn Wellenberg auf Wellental trifft.
Dies ist der Fall, wenn die beiden Wellen um λ/2 phasenverschoben und gleich gross sind.
In diesem Fall subtrahieren sich die beiden Amplituden zur „resultierenden Welle“ mit der Amplitude null.
Nenne die Anwendung der Interferenz
- Zum Prüfen polierter feinoptischer Oberflächen.
- Zur Brechzahlbestimmung mit einem Interferenzrefraktometer
- Zur Distanzbestimmung mit einem Interferometer
- Als Laser
- Für Hologramme
- Als Interferenzfilter
- In der Phasenkontrastmikroskopie zur Kontraststeigerung
- Zum Entspiegeln oder Verspiegeln von optischen Oberflächen
Nenne die Anwendung von Interferenzen ausserhalb der Optik
- Federn von diversen Vögeln (z.B. Purpurkehlnymphe, Kolibri, Augen der Pfauenfeder)
- Flügel von Insekten, Schuppen von Schmetterlingsflügeln
- Dünne Ölschicht auf Wasser
- Haut der Seifenblasen
- Farben auf einer CD oder DVD
- Anlassfarben
- Spezialfarben bei Autos
Durch was enstehebn Lichtverluste?
Reflexion
Absorption
Der Absorptionsverlust ist bei ungetönten Brillengläsern klein.
Nenne 6 wichtige Fakten zu Lichtverlust bei Brillengläsern
- Nicht vergütete Brillengläser mit einer hohen Brechzahl haben einen grösseren Oberflächenspiegelverlust, als unbeschichtete Brillengläser mit einer kleineren Brechzahl.
- Brillengläser mit einem hohen Brechungsindex haben zudem einen grösseren Absorptionsverlust, als Brillengläser mit einer kleineren Brechzahl.
- Nicht entspiegelte Brillengläser mit einer hohen Brechzahl haben demzufolge einen kleineren Transmissionsgrad, als Brillengläser (ohne AR) mit einer geringeren Brechzahl.
- Bei schrägem Lichteinfall ist der Reflexionsgrad grösser.
- Je flacher das Brillenglas ist, desto stärker stört das reflektierte Licht.
- Höherbrechende Brillengläser sollen (nahezu) immer entspiegelt werden.
Was ist die AR bzw. Anti-Reflex, reflexmindernde Schichten, Entspiegelung?
Um optische Linsen bzw. Brillengläser zu entspiegeln, werden sie mit einem „dünnen Film“ beschichtet. Dadurch löschen sich die Lichtstrahlen, die an der Grenzfläche Luft Entspiegelungsschicht reflektiert werden und die Lichtstrahlen, die an der Grenzfläche Entspiegelungsschicht-Glas reflektiert werden, aus. Dieser Effekt verhindert nicht nur die störenden Reflexe auf der Glasoberfläche, sondern ermöglicht, dass mehr Licht in das Brillenglas bzw. in die Linse eintritt.
Was ist das AR-Prinzip?
AR-Prinzip: ALLES LICHT, DAS NICHT REFLEKTIERT WIRD, TRITT INS BRILLENGLAS EIN! Durch die AR-Schicht wird die Reflexion „unterdrückt“. D. h. die AR-Schicht absorbiert keine Energie und erwärmt sich somit auch nicht! Zudem entstehen dank der AR-Schicht weniger Reflexe, als wenn das Licht aus der Luft direkt ins Glas übertritt, da die Brechzahlendifferenz Luft - AR-Schicht kleiner ist, als der Luft - Brillenglas.
Welche zwei Bedingungen muss eine ideale AR-Schicht erfüllen?
Amplitudenbedingung
Phasenbedingung
Wie erfüllt sich die Amplitudenbedingung?
Wenn die Amplituden der beiden reflektierten Teilwellen - einmal reflektiert an der Grenzfläche LuftEntspiegelungsschicht und einmal reflektiert an der Grenzfläche AR-Schicht-Glas - gleich gross sind
Was ist die Phasenbedingung?
Da zweimal ein Phasensprung auftritt, ein Phasensprung an der Grenzfläche Luft-AR-Schicht und ein zweiter Phasensprung an der Grenzfläche Entspiegelungsschicht-Glas, muss eine Entspiegelungsschicht eine Dicke von λ/4 (bzw. ein ungerades Vielfaches davon) der durch Interferenz auszulöschenden Wellenlänge aufweisen.
Was ist eine Einfachentspiegelung?
- Eine einfache Entspiegelungsschicht wirkt (in der Regel) nur für eine Wellenlänge. Vorteilhafterweise wird die AR-Schicht so gestaltet, dass sie den Reflex einer Wellenlänge, auf die das menschliche Auge besonders empfindlich ist, durch Interferenz eliminiert.
- Bei einem höherbrechenden Brillenglas wirkt eine Einfachschicht besser, da die Amplitudenbedingung besser eingehalten werden kann.Daher ist der Restreflex bei höherbrechenden, einfach beschichteten Brillengläsern intensiver bzw. farbiger, als bei Brillenkrongläsern. Somit sollten auch höherbrechende Brillengläser mit einer Mehrschichtvergütung versehen werden.
Was für ein Material braucht man für eine Enspiegelungsschicht?
- Metalloxid
- Quarz
Was ist die Multienspiegelung?
- Ein Multi-ET besteht aus zwei Schichten, wobei zu erwähnen ist, dass einige Glashersteller eine Dreifachschichtoder Mehrfachschicht - vor allem bei organischen Gläsern - als Multi-AR verkaufen.
- Beim Multi-AR werden verschiedene Materialien in unterschiedlichen Schichtdicken aufgedampft, damit sowohl die Phasenbedingung, wie auch die Amplitudenbedingung möglichst gut eingehalten werden. Der Multi-ET ist ein guter Kompromiss zwischen optischer Wirkung, Ästhetik, Preis und Pflegebedürftigkeit.
Was ist die Superenspiegelung?
Ein Breitband- oder Super-AR ist (für Brillengläser) aus bis zu 9 Schichten aufgebaut. Um die Amplituden- und die Phasenbedingung möglichst gut einzuhalten, werden - wie beim Multi-AR - unterschiedliche Materialien(mit unterschiedlichen Brechzahlen) als unterschiedlich dicke Schichten aufgetragen.
Der Transmissionsgrad eines mit einem Super-AR beschichteten Brillenglases liegt maximal bei ca. 0,996.
Was ist die Verspiegelung?
- Ein Glas kann metallisch oder mit Hilfe von Interferenzschichten verspiegelt werden. Falls das Brillenglas mit Interferenzschichten verspiegelt wird, so ist die Schichtdicke λ/2 - also doppelt so dick.
- Verspiegelungs-Interferenzschichten sind im Prinzip dicke Entspiegelungen!
Was ist die Beugung (Diffraktion)?
Treffen elektromagnetische Wellen (z. B. Lichtwellen) auf ein Hindernis (z. B. eine Blende, ein Staubpartikel, eine Linsenfassung, einen Linsenrand oder einen Fingerabdruck auf einer Linse oder auf einem Spiegel), so breiten sich die Wellen nicht mehr vollständig geradlinig aus. Ein Teil der Wellen wird in den geometrischen Schattenraum abgelenkt. Diese Ablenkung in die geometrischen Schattenräume heisst Beugung.
- Beugung ist das Eindringen von Licht in seine geometrischen Schattenräume
Was bewirkt die Blendenöffnung?
Die Form der Beugung
Was ist die Beugung am Spalt?
Tritt monochromatisches Licht (z .B. das Licht eines Lasers) durch einen engen Spalt und trifft auf einen Schirm, so sieht man auf dem Schirm ein Streifenmuster.
- Die hellen (Licht-)Streifen heissen Beugungsmaxima.
- Die dunklen (Schatten-)Streifen heissen Beugungsminima.
- Diese Maxima und Minima sind das Resultat von Interferenzen der gebeugten Wellenzüge.
Erkläre die Ordnung der Beugung
- Der hellste Streifen liegt gerade vor dem Spalt und heisst Beugungsmaximum 0. Ordnung
- Symmetrisch um das Maximum 0. Ordnung liegen die beiden Beugungsminima 1. Ordnung.
- Symmetrisch ausserhalb dieser Beugungsminima folgen die Beugungsmaxima 1. Ordnung; anschliessend folgen die Beugungsminima 2. Ordnung, dann die Beugungsmaxima 2. Ordnung, ferner die Minima 3. Ordnung und wiederum die Maxima 3. Ordnung usw.
Was sagt das Beugungsspektrum aus?
Langwelliges Licht wird stärker gebeugt, als kurzwelliges Licht.
Was ist die Beugung an der Lochblende?
Durch die Interferenzen, die durch die Beugung entstehen, wird das Beugungsbild eines Objektpunkts kreisförmig und heisst Beugungsscheibchen.
1. Die Beugung begrenzt das Auflösungsvermögen eines optischen Instruments.
2. Das Auflösungsvermögen begrenzt die förderliche Vergrösserung eines optischen
Instruments
Was ist die Polarisation?
Licht breitet sich als Transversalwelle aus.
- Linear polarisiertem Licht, bei dem die elektrische Teilwelle in einer Ebene schwingt.
- Zirkular polarisiertem Licht, bei dem die elektrische Teilwelle kreisförmig rotiert (d. h. das Licht breitet sich gewissermassen mit einer „Schraubenbewegung“ aus).
- Elliptisch polarisiertem Licht, bei dem die elektrische Teilwelle ellipsenförmig verläuft.
Wie lässst sich lineare polarisation erzeugen?
- mit einer Reflexion auf einer nichtmetallischen Oberfläche
- mit einer Brechung
- mit einer Doppelbrechung
- mit Dichroismus
- mit Polarisationsfiltern (die auf einer Doppelbrechung und dem Dichroismus beruhen; diese Filter müssen somit streng genommen der Doppelbrechung bzw. dem Dichroismus zugeordnet werden)
- mit Streuung
Was ist der Unterschied zwischen unpolariertem- und polarisiertem Licht?
- Das unpolarisierte Licht wird auch als natürliches Licht oder gewöhnliches Licht bezeichnet.
- Unpolarisiertes Licht wird durch viele unabhängige Lichtquellen erzeugt, deren Strahlung nicht synchronisiert (gleichlaufend) ist.
- Die elektrischen Teilwellen des Lichtstroms schwingen in allen Ebenen (Richtungen)
Wie verhält sich Polaristoir zu einem Analysator?
Unpolarisiertes Licht wird durch einen Polarisator polarisiert. Der Nachweis von polarisiertem Licht erfolgt mit einem Analysator (welcher ebenfalls ein „Polarisator“ ist).
- Wenn der Analysator 90° zum Polarisator ausgerichtet wird, tritt kein Licht aus dem Analysator aus.
- Wenn der Analysator jedoch parallel zum Polarisator ausgerichtet ist, tritt Licht aus dem Analysator aus.
- Wenn der Analysator weder parallel noch senkrecht zum Polarisator ausgerichtet wird, tritt ebenfalls Licht aus dem Analysator aus.
