Folie 1 - PowerPoint PPT Presentation

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Folie 1

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Title: Folie 1 Author: Johann Kuno Mangold Last modified by: Johann Kuno Mangold Created Date: 9/7/2008 9:44:54 AM Document presentation format: Bildschirmpr sentation – PowerPoint PPT presentation

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Avg rating:3.0/5.0
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Provided by: Johan126
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Tags: aether | folie

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Transcript and Presenter's Notes

Title: Folie 1


1
Beugung
Das Übergreifen einer Wellein den geometrischen
Schattenraumbezeichnet man als Beugung.
2
12.6.2 Beugung
Versuch Vom hinteren Ende des Physiksaals aus
beobachten wir durch einen Vorhangstoff eine am
Pult stehende brennende Kerze.
Ergebnis Man sieht die Flamme mehrmals. Diese
Erscheinungen nennt man Beugungserscheinungen.
3
Huygenssches Prinzip
Jeder Punkt einer Wellenfläche istAusgangspunkt
einer Elementarwelle.Die Einhüllende dieser
Elementarwellenbildet eine neue Wellenfläche.
4
Beugung am Einzelspalt
5
Beugung am Doppelspalt
6
12.6.2.1 Beugung am Doppelspalt
Versuch Laser, davor wird ein Dia mit
Doppelspalt aufgestellt. Ergebnis Am Schirm
können helle "Punkte" und dunkle Abschnitte
beobachtet werden.
Beugungsmaximak-ter Ordnung
k 0, 1, 2, 3,
7
Auslöschung
Beugungsminimak-ter Ordnung
k 0, 1, 2, 3,
8
12.6.2.2 Beugung am Gitter
d Gitterkonstante
Beugungsmaxima k-ter Ordnung
9
Beugung am Gitter
10
Führe die Schülerversuche zu Beugung am Gitter
und Bestimmung der Wellenlänge des Lichts durch!
Beugung am Gitter
Versuchsaufbau
  • Führe folgende Aufgaben durch
  • Bilde den Spalt scharf auf den Schirm ab!
  • Setze auf den Kondensor ein rotes Farbglas!
    (monochromatisches Licht)
  • Gib das Gitter (100 Striche/cm) zwischen
    Abbildungslinse und Schirm!
  • Schreibe die Beobachtung auf!
  • Entferne das Farbglas! Was verändert sich?
  • Verwende ein Rowland-Gitter (600 Striche/mm)
  • Was bewirkt die neue Gitterkonstante? Versuche
    einen Zusammenhang zwischen Gitterkonstante und
    Beugungswinkel zu finden!
  • Welche Farbe wird am stärksten gebeugt?
  • Vergleiche mit dem Prismenspektrum!

11
Beugung am Gitter
12
12.6.2.3 Wellenlängenmessung mit Gitter
Versuchsaufbau wie vorhin mit Rowlandgitter Aufst
ecken von Farbgläsern. Aufgabe Bestimme die
Wellenlänge von verschiedenen Farbgläsern!
Berechnungsgrundlagen Gitterkonstante d (10-3/600)m Beugungsmaximum 1. Ordnung sin? ?/ d ? d sin? ? INV TAN(a/l)
Wir messen a, l . Wir berechnen
Farbe a m l m ? ? d sin?
Blau
Grün
Rot
13
Bestimmung der Lichtwellenlänge
fc/? (1014Hz)
? (nm)
14
Schmetterlingsflügel
Beugung am Schmetterlingsflügel
15
Compact Disc Digital Versatile Disc
CD
DVD
16
Beugung am Einzelspalt
Beugung am Einzelspalt
Beugungsminiman-ter Ordnung
17
(No Transcript)
18
12.6.3 Polarisation
polarisation
19
Die bisherigen Wellen-Erscheinungen (Interferenz,
Beugung) ließen noch keine Klärung zu, ob es sich
bei Licht um transversale oder longitudinale
Wellen handelt. Malus entdeckte 1808 eine gewisse
Seitlichkeit des Lichts bei gewissen Versuchen.
(Abweichung von der Symmetrie.) Diese Abweichung
bezeichnete man Polarisation. Im allgemeinen ist
das Licht einer Lichtquelle nicht polarisiert,
die einzelnen Lichtwellen schwingen in beliebigen
Richtungen. Das menschliche Auge hat auch keine
Möglichkeit, die Polarisation festzustellen.
20
Äther-wellen
Licht ? elastische Welle im ÄTHER
(Longitudinalwelle)
? Transversalwelle
21
Mechanischer Modellversuch
22
Verblüffender Versuch
23
12.6.3.1 Polarisation durch Polarisationsfilter
Versuch Verwende zwei Polarisationsfilter und
lege sie übereinander! Drehe sie
gegeneinander! Was stellst du fest?
Ergebnis Stehen Polarisator und Analysator
parallel, geht das Licht durch, stehen sie
aufeinander normal, geht Licht nicht mehr durch
den Analysator.
Polarisationsfilter sind durchsichtige
Kunststofffolien, die aus langgestreckten
Molekülen aufgebaut sind. Diese Moleküle werden
bei der Herstellung der Folie durch "Strecken"
parallelgerichtet, so dass eine Vorzugsrichtung
entsteht.
Mit Polarisationsfiltern wird linear
polarisiertes Licht erzeugt.
http//www.iap.uni-bonn.de/P2K/polarization/polari
zationI.html
24
12.6.3.2 Polarisation durch Reflexion
Versuch Schaue durch ein Polarisationsfilter
Schräg zur Fensterscheibe! Drehe das
Polarisationsfilter! Ändere den Winkel zwischen
dem Lot der Fensterscheibe und deiner
Blickrichtung!
Ergebnis An Gläsern und Wasserflächen
reflektiertes Licht ist linear polarisiert.
Brewstergesetz
Stehen der reflektierte und der gebrochene Strahl
aufeinander normal, so ist der reflektierte
Strahl (optimal) linear polarisiert. Die
Polarisationsebene ist normal auf die
Einfallsebene.
25
Brewstergesetz
Zum Brewster-Winkel ? ß 90
1813 David Brewster
tan ?B n12 ........ Brewster-Gesetz ?B
Brewsterwinkel
26
12.6.3.3 Polarisation durch Streuung
Versuch Ein Wassertrog wird mit parallelem
Licht durchstrahlt. Seitlich betrachten wir den
Wasserstrahl mit einem Polarisationsfilter.
Ergebnis Das gestreute Licht ist teilweise
polarisiert. Die Polarisationsebene steht normal
auf die Strahl- und die Streurichtung. Beispiele
Streulicht des Himmels
27
Himmelslicht
http//www.uni-bonn.de/iap/P2K/polarization/polari
zationI.html
28
Polarisation des Himmelslicht
29
12.6.3.4 Polarisation durch Doppelbrechung
Doppelbrechung
30
Versuch Kalkspatkristall zeigen!
Ergebnis Bei Drehen des Analysators können wir
auf dem Schirm 2 Kreise sehen, deren Helligkeit
schwankt.
Ordentlicher und außerordentlicher Strahl sind
normal aufeinander polarisiert.
31
?/4-Plättchen
optische Achse
optische Achse
32
Linear-, zirkularpolarisiert
Linear polarisierte Welle
Zirkular polarisierte Welle
33
12.6.3.5 Drehung der Polarisationsebene durch
optisch aktive Substanzen - Spannungsoptik
1. Verwendung von monochromatischem
Licht Ergebnis Ein Quarz zwischen zwei
gekreuzten Pol.-Filtern lässt das Licht wieder
durchtreten. ? Drehung der Polarisationsebene. 2.
Bei Verwendung von weißem Licht treten
Farberscheinungen auf. ? Rotationsdispersion. Verw
endet man anstelle von Quarz Plexiglas oder
Zellophan, so erhält man auch Farberscheinungen.
34
Bestimmung des Zuckergehalts einer
Rohrzuckerlösung Auch eine Rohrzuckerlösung
dreht je nach Zuckergehalt die Polarisationsebene.
Diese Eigenschaft wird im Saccharimeter
angewandt. Viele durchsichtige Substanzen zeigen
bei Druck- oder Zugbeanspruchungen
doppelbrechende Eigenschaften. ?
Spannungsdoppelbrechung. (Versuchsanordnung wie
im obigen Versuch mit Quarz) Wird zu
Materialprüfungen verwendet. Modelle aus
Plexiglas.
35
12.6.3.6 Der Faradayeffekt
Wird zwischen zwei gekreuzte Polfilter ein
Glasstab, der in die Polschuhe eines
Elektromagneten eingelassen ist, gebracht, so
wird bei Anlegen des Magnetfeldes die
Polarisationsebene gedreht. Legt man ein
Wechselfeld an so schwankt die Lichtstärke. Dies
kann man sich bei der Übertragung von Information
zunutze machen. Kerreffekt Anstelle des
magnetischen Feldes wird ein elektrisches Feld
angelegt. (Kerrzelle)
36
LCD - Anzeige
Ein elektrisches Feld zerstört die Verdrillung
der Moleküle. Die Zelle wird lichtundurchlässig.
keine angelegte Spannung
http//www.uni-bonn.de/iap/P2K/laptops/calculator.
html
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