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Interferenz am Doppelspalt
15.9.2020
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Vi INTERFERENZ IM DOPPELSPALT WAS IST INTERFERENZ? • = Überlagerung • Die Interferenz, beschreibt die Änderung der Amplitude Überlagerung von zwei oder mehreren Wellen, (dabei gilt das Superpositionsprinzip) (Erklärung in Text) Interferenz tritt bei allen Arten von Wellen auf, bei Schall-, Licht-, Materiewellen usw. Man unterscheidet in 2 grundlegende Interferenzmuster 9 DESTRUKTIVE INTERFERENZ • Auslöschung der Wellen • Der Ausgangspunkt liegt dabei das beide Wellen die man hat die die gleiche Frequenz, Amplitude, Wellenlänge und Geschwindigkeit haben (auf karte: die eine Welle startet 2 Wellenlänge später) • Bei destruktiven Interferenz treffen die einen Wellenberge genau auf die Täler der andren Welle, dabei verkleinert sich die Amplitude • Haben die Wellen die gleiche Amplitude, so löschen sie sich aus und die Amplitude wird 0 9 Destruktive Interferenz 0 -2 -1. 14 0 -1 X AAA: v X Addition der Auslenkungen • Ein Beispiel dafür sind Kopfhörer die die umweltgeräusche auslöschen • Es treffen die Wellen der Musik und die der Außengeräusche aufeinander • Die Wellen der Außengeräusche werden aufgenommen und wird auf die Welle der Musik gelegt (Invertiert) so werden die Außengeräusche gelöscht 9 KONSTRUKTIVE INTERFERENZ • Verstärkung der Wellen Tritt auf wenn die Wellenberge der einen Welle genau auf die Wellenberge der anderen treffen, sie beginnen beide gleichzeitig • Dabei verstärken sich die Wellen und es entsteht eine Welle mit einer größeren Amplitude (Die Wellen verstärken sich immer wieder aufs neue und da wo sie sich zu 100% überlagern ist die Amplitude...
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Alternativer Bildtext:
der resultierenden welle doppelt so groß, stelle der maximalen auslenkung) 9 Konstruktive Interferenz 2 0 -2 1 -1 1 AAAA АЛА 0 -1 Addition der Auslenkungen DOPPELSPALTEXPERIMENT •INTERFERENZMUSTER •EINZELSPALT QUANTENPHYSIKALISCHE BEOBACHTUNG Doppelspalt • einfarbiges Licht (Laser) • an beiden Spalten entstehen neue Elementarwellen (huyge'schen Prinzip) • Wellen bilden durch Überlagerung das Interferenzmuster Quelle WIE GEHT DAS MIT DEM INTERFERENZMUSTER UND WAS IST DAS GENAU? Minima werden die ausgelöschten stellen genannt sin(a): = k* Wellenlänge X Spaltabstand g Merke #3 MINIMUM DESTRUKTIVE INTERFERENZ • Maxima werden die ,,beleuchteten" stellen genannt sin(a) = (2k-1)*/ 9 DU AA MAXIMUM KONSTRUKTIVE INTERFERENZ EINZELSPALT Quelle • Einzelspalt • einfarbiges licht (Laser) ● Durch destruktive Interferenz bilden sich die Maxima und Minima Wie berechnet man das denn nun? Ordnung des Minimums sin(a) Beugungswinkel - k. λ l Spaltabstand Ordnung des Maximums sin(a) 1 Beugungswinkel = ????? (2k + 1) 21 λ Spaltabstand QUANTENPHYSIKALISCHER EINZEL- ODER DOPPELSPALT? Ja, dass geht! • Vom Prinzip sehr ähnlich, da die Teilchen unter bestimmten Bedingungen Welleneigenschaften vorweisen • dies nennt man dann WELLE- TEILCHEN- DUALISMUS