Wellenlänge – die meistgelesenen Beiträge

Doppelspalt Aufgabe Interferenz?

hey

ich brauche Hilfe bei folgender Aufgabe:

“Auf einem Schirm im Abstand e=2,55 m vom Gitter (250 Linien pro Zentimeter) wird in monochromatischen Licht der Abstand der Maxima 1.Ordnung ( links und rechts vom Hauptmaximum 0.Ordnung) zu 8,2 cm,der der 2.Ordnung zu 16,6cm und der der 3.Ordnung zu 24,8 cm gemessen. Berechnen Sie die Wellenlänge.“

wir haben das Thema erst neu angefangen und ich kann ich hier noch nicht ganz orientieren. Also ich habe folgende Formeln

sin(alpha)= (k*Wellenlänge)/d

tan(Alpha)= a/e

man kann diese gleichsetzen wegen der Kleinwinkelnäherung. Dann hat man (k*Wellenlänge)/d = a/e und das dann umstellen nach der Wellenlänge. Also Wellenlänge = (d*a)/k*e.

Ich habe auf jeden Fall e gegeben. Und soweit ich das verstanden habe gibt es mehrere a und k. Je nachdem welche Ordnung. Was ich hier nicht ganz verstanden habe. Wird hier immer von der O. Ordnung aus gemessen? Also wenn es so ist hat man ja einmal für 1. Ordnung n=1 und a= 8,2 cm, für 2. Ordnung n=2 und a=16,6 cm und für 3. Ordnung n=3 und a=24,8 cm. Die muss ich dann noch in m umformen, also alle cm Angaben *10^-3 glaube ich. Und weiter weiß ich nicht. Mir fehlt das d noch aber ich weiß nicht was das ist. Ich glaube irgendwas mit den 250 Linien pro cm weil das übrig bleibt an gegeben Werten aber wie komme ich da auf d? Für was stehen die Linien ?

Schule, Mathematik, Licht, Wellen, Optik, Physik, Beugung, Interferenz, Wellenlänge, Wellenoptik

[Physik] Warum schillern CDs in buntem Farbmuster?

Guten Tag,

ich verstehe die folgende Aufgabe leider noch nicht so gut und freue mich sehr auf eure hilfreichen und leicht verständlichen Antworten.

Warum schillern CDs in buntem Farbmuster? 
A: Weil sie als Mehrfachspalt wirken
B: Weil CDs unter dem Lack bunt sind
C: Weil durch Unregelmäßigkeiten im Lack das Licht unterschiedlich gebrochen wird
D: Weil es zu chromatischer Aberration durch heterogene Dysplasien kommt
E: Weil die Folien mehrere Schichten aus verschiedenfarbigen Folien enthalten

In der Lösung sehe ich, dass Antwort A richtig ist:

Mehrfachspalt = Optisches Gitter
Die Antwort hat leider nichts mit Lichtbrechung durch die Plastikfolie der CD zu tun, wie von manchen behauptet, sondern mit Interferenzmustern durch die Rillen in den Spuren der CD.

Kann mir das vielleicht jemand erklären? Interferenz kenne ich bis jetzt nur von Schall, wo es bei Überlagerung von gleicher (phasengleicher) Wellen zur vollständig konstruktiven Interferenz kommt und bei zwei gleichen Wellen, welche um eine halbe Wellenlänge verschoben sind, zur vollständig destruktiven Interferenz (so funktionieren ja Noise-Cancelling Kopfhöher). Aber was sind Interferenzmuster in den Rillen in den Spuren der CD und wie können diese das Licht in buntem Farbmuster erscheinen lassen?

Wie das Licht bei einer CD gebrochen wird ist wahrscheinlich auch ganz anders als bei der Lichtdispersion mit einem Prisma, oder?

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Farbe, Licht, Wellen, Optik, Physiker, Dispersion, elektromagnetische Wellen, Interferenz, Photonen, Spektralfarben, Wellenlänge

Verschränkung von Photonen: Wie mit Polarisationsfiltern beweisen?

Es heißt, wenn der Laserstrahl durch einen speziellen doppelbrechenden Kristall (wie im Bild) geht, dass zwei Strahlen mit verschränkten Photonen erzeugt werden.
Wie soll das jetzt bewiesen werden, dass wenn man die Photonen des einen Strahls polarisiert die Photonen des anderen Strahls senkrecht polarisiert werden?
Denn die Wahrscheinlichkeit von Photonen beider Strahlen horizontal oder vertikal polarisiert zu sein ist 50%. Bei beiden Strahlen gibt es 50% horizontal und 50% vertikal polarisierte Photonen.


Wird Strahl 1 nun durch einen vertikal polarisierenden Polarisationsfilter geschickt, ist die Wahrscheinlichkeit dass ein Photon durchgeht 50%, weil es 50% vertikal polarisierte Photonen gibt.
Wird Strahl 2 auch durch einen Polarisationsfilter geschickt, gehen ebenfalls 50% der Photonen durch, egal ob es ein vertikal oder horizontal polarisierender Polarisationsfilter ist.


Wie lässt sich mit Polarisationsfiltern beweisen, dass eine Polarisation von Strahl 1 eine dazu senkrechte Polarisation von Strahl 2 bewirkt?
Es gehen immer 50% der Photonen durch. Dass eine Polarisation von Strahl 2 ausgelöst wird durch Strahl 1, ist nicht erkennbar, es gehen in jedem Fall 50% der Photonen durch. Oder gibt es einen Denkfehler? Oder ist das anders als oben beschrieben?

Wie wichtig ist dabei die Entfernung der Polarisationsfilter: macht es einen Unterschied, wenn ein Filter näher am Kristall steht, sodass die Photonen des einen Strahls auf diesen früher ankommen? Zb wenn die Polarisationsfilter wie im Bild in die gleiche Richtung polarisieren

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[Physik] Berechnung der Frequenz?

Guten Mittag 🙋‍♂️,

ich verstehe die folgende Aufgabe leider noch nicht so wirklich. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen und leicht verständlichen Antworten.

Bei bestimmten Orgelpfeifen ist die Wellenlänge der Grundschwingung durch eine stehende Welle gegeben, bei der sich am einen Ende ein Schwingungsbauch (maximale Bewegung) findet und am anderen Ende ein Schwingungsknoten (keine Bewegung). Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt 340 m/s.
Wie groß ist die Frequenz der Grundschwingung für eine Pfeife mit einer Länge l von 50 cm?

  • Ich weiß, dass man die Frequenz normalerweise mit der folgenden Formel berechnet: c = λ * f => f = c/λ
  • Die Wellengeschwindigkeit c beträgt hier 340 m/s (Schallgeschwindigkeit)
  • Die Wellenlänge λ (Lambda) beträgt hier…? Das weiß ich leider noch nicht.
  • Zudem verstehe ich noch nicht, was in der Aufgabe mit der „Grundschwingung“ gemeint ist.
  • Wie komme ich auf die Wellenlänge (λ) der „Grundschwingung“?

c = λ * f

f = c/λ = (340 m/s) / λ

Weitere Frage
  • Inwiefern hat diese Aufgabe (siehe Zitat oben) etwas mit dem folgenden Zitat zu tun?
Laufen zwei Wellen mit gleicher
Frequenz, Wellenlänge und
Amplitude genau aufeinander zu,
ergibt sich als Interferenzmuster
eine stehende Welle mit festen
Schwingungsknoten und sich
bewegenden
Schwingungsbäuchen.
  • Laufen hier bei der Orgelpfeife also zwei Wellen mit gleicher Frequenz, Wellenlänge und Amplitude genau aufeinander zu?
  • Wie kommt es überhaupt dazu, dass zwei Wellen genau aufeinander zulaufen?
  • Wie kann man sich das besser vorstellen, dass zwei Wellen genau aufeinander zulaufen? Wie funktioniert das, dass es dazu kommt?

(Notiz für mich: v, P, V10, F6)

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Netzebenenabstand bestimmen?

Hallo, ich habe hier eine Aufgabe vorliegen, bei der ich nicht weiterkomme. Deshalb bitte ich euch um Aufklärung.

Die K_alpha Linie der Kupferanode misst man bei einem Glanzwinkel für das erste Maximum von 3,8°. Bestimme Netzebenenabstand d des Kristalls. (Moseleysches Gesetz anwenden!)

Ich habe das nun so gelöst:

Um den Netzebenenabstand des Kristalls zu bestimmen, können wir das Moseleysche Gesetz verwenden, das besagt, dass die Frequenz der charakteristischen Röntgenstrahlung eines Elements mit der Ordnungszahl Z proportional zur Wurzel aus der Frequenz ist:

√f = R_∞ * √(Z-σ)

wobei R_∞ Rydberg-Konstante, Z Ordnungszahl, σ Abschirmkonstante ist

In unserem Fall interessieren wir uns für den Netzebenenabstand

d, der mit der Wellenlänge λ der charakteristischen Röntgenstrahlung und dem Glanzwinkel θ zusammenhängt:

d*sin(0)=m*λ

wobei m die Ordnung des Maximums ist

Um den Netzebenenabstand d zu finden, müssen wir zunächst die Wellenlänge λ der charakteristischen Röntgenstrahlung bestimmen. Dies können wir mit dem Bragg'schen Gesetz tun:

2*d*sin(0)= n*λ

Durch Umstellen nach λ erhalten wir:

λ= (2*d*sin(0)) / (n)

Da n=1 (erstes Maximum) ist, vereinfacht sich die Gleichung zu:

λ= 2*d*sin(0)

Um nun den Netzebenenabstand d zu finden, setzen wir die gegebenen Werte ein. Da uns der Glanzwinkel θ gegeben ist, können wir ihn direkt verwenden.

Jetzt setzen wir die gegebenen Werte ein:

d*sin(3,8)= λ

Da wir λ in Bezug auf d ausdrücken können, verwenden wir das Moseleysche Gesetz:

λ = (h*c)/ (√f) = (h*c)/ (R_∞ * √(Z- σ)

Nun können wir diese Gleichungen gleichsetzen und den Netzebenenabstand d berechnen:

d*sin(3,8) = (h*c)/(R_∞ *sin (3,8) * √(Z- σ))

Ist das richtig so?

Licht, Wellen, Formel, Optik, Vektoren, Wellenlänge