Doppelspaltexperiment

Interferenzmuster

• Entstehen bei Doppelspaltexperiment
• Sichtbar bei verschiedenem Licht:
  • Weißes Licht
  • Grünes Licht

Doppelspaltexperiment

• Licht trifft auf Doppelspalt
• Ergebnis: Interferenzmuster

Entstehung des Interferenzmusters

Beschreibung des Prozesses

• Licht als elektromagnetische Wellen
• Wellenebene trifft auf Doppelspalt
• Brechung und Bildung von Elementarwellen
• Überlagerung und Interferenz der Wellen
• Verstärkung (Maxima) und Auslöschung (Minima)

Visualisierung

• Wellen als Strahlen dargestellt
• Strahlen treffen auf Schirm
• Unterschiedliche Längen der Strahlen
  • Unterer Strahl länger als oberer

Genaue Betrachtung

• Abstände sehr klein: Spaltabstand ~0,1mm, Schirmabstand ~1m
• Strahlen laufen fast parallel
• Winkelabhängigkeit der Gangunterschiede

Konstruktive und Destruktive Interferenz

Konstruktive Interferenz

• Unterschied der Strahlenlänge beträgt ganze Wellenlänge (λ)
• Beispiel: Grünes Licht λ ≈ 500nm (0,0005 mm)
• Wellen überlagern sich -> Maximum

Destruktive Interferenz

• Unterschied der Strahlenlänge beträgt halbe Wellenlänge (λ/2)
• Wellen löschen sich aus -> Minimum
• Dunkle Stellen zwischen Maxima

Berechnungen

• Formel für Maxima: ( \sin(\alpha) = \frac{k\lambda}{d} )
  • ( \alpha ): Winkel
  • ( d ): Spaltabstand
  • ( k ): Ordnung des Maximums
  • ( \lambda ): Wellenlänge
• Formel für Minima: ( \sin(\alpha) = \frac{(2k-1)\lambda}{2d} )
  • Verwendung von λ/2 wegen Auslöschung der Wellen
  • Ungerade Vielfache von λ/2 führen zu destruktiver Interferenz

Zusammenfassung

• Lichtstrahl trifft auf Doppelspalt -> Interferenzmuster
• Maxima: Konstruktive Interferenz (Vielfaches von λ)
• Minima: Destruktive Interferenz (Ungerade Vielfache von λ/2)
• Formeln zur Berechnung der Maxima und Minima

Zusatzmaterial

• Aufgaben und Lösungswege auf Klausurniveau
• Weiterführende Erklärungen und Übungen verfügbar