Der Doppelspalt
Maxima am Doppelspalt
Ein Doppelspalt macht aus einer Lichtwelle zwei Quellen, deren Wellen sich auf dem Schirm überlagern.
- Zwei Quellen:durch Beugung läuft hinter jedem Spalt eine Welle in alle Richtungen.
- Kohärent:beide Wellen stammen vom selben Licht und sind deshalb kohärent.
Herleitung:
- Gangunterschied:für \(L\gg d\) laufen beide Wellen fast parallel; das kleine Dreieck am Spalt liefert \(\Delta s=d\sin\alpha\)
Maxima am Doppelspalt:
\(d\sin\alpha=n\cdot\lambda\quad(n=0,1,2,\dots)\)
Entstehung: Hinter jedem Spalt läuft durch Beugung eine Welle in alle Richtungen; beide Wellen sind kohärent und überlagern sich auf dem Schirm.
Herleitung: Für \(L\gg d\) ist der Gangunterschied \(\Delta s=d\sin\alpha\); für kleine Winkel gilt \(\sin\alpha\approx\tan\alpha=\dfrac{x}{L}\).
Spaltabstand und Wellenlänge bestimmen das Streifenmuster auf dem Schirm; der berechnete Streifenabstand Δx ändert sich mit. Kleinere Spaltabstände spreizen das Muster.
Streifenabstand auf dem Schirm
Herleitung:
- Kleine Winkel:\(\sin\alpha\approx\tan\alpha=\dfrac{x}{L}\), wobei \(x\) der Abstand vom Hauptmaximum auf dem Schirm ist
Streifenabstand:
\(\Delta x=\dfrac{\lambda\,L}{d}\)
Allgemeine Hinweise
Maxima
\(d\sin\alpha=n\lambda\): n = 0 ist das Hauptmaximum in der Mitte.
Einheiten
nm, mm, m konsequent in Meter umrechnen.
Kohärenz
Beide Spalte müssen vom selben Licht beleuchtet werden.
