Der Doppelspaltversuch - Aufbau und Beobachtung
Wenn ihr einen He-Ne-Laser auf einen Doppelspalt richtet, passiert etwas Faszinierendes: Auf dem Schirm entstehen helle und dunkle Streifen statt nur zwei Lichtpunkte. Diese Streifen nennt man Interferenzmaxima und -minima.
Das Huygens'sche Prinzip erklärt, was passiert: An beiden Spalten entstehen neue Elementarwellen, die sich überlagern. Wo sich die Wellenberge treffen, wird es hell (konstruktive Interferenz). Wo Wellenberg auf Wellental trifft, wird es dunkel (destruktive Interferenz).
Die verschiedenen hellen Streifen sind durchnummeriert: 0. Ordnung in der Mitte, dann 1. Ordnung, 2. Ordnung usw. Je weiter außen, desto schwächer wird das Licht.
Merktipp: Bei nicht-monochromatischem Licht (wie weißem Licht) findet ihr innen immer das Licht mit der kleinsten Wellenlänge!
Berechnung der Wellenlänge - Die wichtigen Formeln
Der Trick liegt im Gangunterschied Δs zwischen den beiden Lichtstrahlen. Für Maxima gilt: Der Gangunterschied entspricht genau k·λ (wobei k = 1, 2, 3... ist).
Da die Winkel sehr klein sind, könnt ihr sin α ≈ tan α setzen. Das macht die Rechnung deutlich einfacher! Für die k-te Ordnung der Maxima gilt:
sin αₖ = k·λ/g und tan αₖ = d/a
Die Wellenlänge berechnet ihr dann mit: λ = d·g/a (wobei d der Abstand zum Maximum, g der Spaltabstand und a die Entfernung zum Schirm ist).
Praxistipp: Diese Formeln sind eure Geheimwaffe für Klausuraufgaben - merkt euch besonders die Wellenlängenformel!
