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DOPPELSPALT (mit Interferenzmuster) | Physik Tutorial
Das Wichtigste aus dem Video
Transkriptautomatisch erstellt · 74 Zeilen
- In diesem würde ich mal den Doppelspall erklären und der Doppelspal ist jetzt erstmal ein Dita quasi mit zwei Öffnungen. Und jetzt beim
- Doppelspaltexperiment haben wir jetzt einmal eine Lichtquelle links, dann hier den Doppelspalt und dann rechts ein Schirm. Und jetzt die Frage beim
- Doppelspalt ist jetzt, wie verhält jetzt das Licht? Also wie geht das Licht jetzt durch den Doppelspalt und wie trifft es dann auf dem Schirm auf? Und das will
- ich jetzt eben mal erklären. Und zwar kann ich schon sagen, das Interessante, was man sehen kann, ist es entsteht jetzt auf dem Schirm ein
- Interferenzmuster und das sieht so aus, dass wir jetzt in hier in rot dargestellt verschiedene Lichterscheinung haben. Das heißt, hier
- gibt's eine intensive Lichterscheinung, dann hier und hier in rot diese Licht intensiven Licht oder Leuchttung, dann das Interessante dazwischen jetzt hier
- in Weiß, da sieht man kommen gar kein Licht an. Da ja, da gibt's kein Licht. Und das ist das sogenannte Interferenzmuster. Und jetzt die Frage
- oder interessante, warum gibt's so ein Interferenzmuster? Weil man könnte sich jetzt erstmal vorstellen. Das Logische, wenn man jetzt sich Licht als Teilchen
- vorstellt, dann müsste man eigentlich davon mal ausgehen, dass jetzt durch diese Öffnung das Licht geradeaus durchgeht und hier auch geradeaus
- durchgeht, so dass man einfach nur zwei Lichtpunkte, zwei Lichtwäcken erhalten würde und der Rest müsste dunkel sein. Das ist eben nicht so. Und um jetzt das
- Interferenzmuster zu verstehen, müssen wir uns jetzt das Licht eben als Welle vorstellen. Jetzt hier mal äh ein dargestellt. Und zwar sind jetzt diese
- intensiven Lichterscheinungen nichts anderes als Interferenz von Wellen. Und jetzt ich will jetzt nur kurz wiederholen. Im anderen Video habe ich
- schon zu Interferenz mehr dazu gesagt, aber Interferenz ist jetzt, wir haben ja hier dann quasi vorgestellt zwei Wellen, zwei Lichtwellen, die durch die Öffnung
- kommen. Und jetzt haben wir an diesen Punkten, an diesen einzelnen Punkten auch die werden auch Maxima genannt. Hier dazwischen, wo kein Licht ankommt,
- das sind die Minima und die Maxima, da gibt es konstruktive Interferenz und jetzt nur kurz mal wiederholt. konstruktive Interferenz heißt, wenn wir
- jetzt zwei Wellen hier zwei Wellen haben, die jetzt ein Gangunterschied, wie gesagt, das geht für maximal ein Gangunterschied von n mal Lambda haben.
- Jetzt hier sehen wir die beiden Wellen sind geometrisch gleich lang, heißt haben die gleiche Welllänge, heißt Gangunterschied ist 0 mal ander und dann
- haben wir eben quasi zwei Wellen, die so aussehen. Und jetzt Interferenz überlagert. Die Interferenz wä jetzt so eine Welle logisch. Wellenberg und
- Wellenberg überlagern sich zu einem größeren Wellenberg. Dann Wellental Wellental überlagert sich dazu. Das heißt, wir haben jetzt konstruktive
- Interferenz an dieser Stelle. Das gleiche auch hier oben oder hier. Da haben wir jetzt, ich kann es mal anzeichnen. Nehmen wir einfach mal diese
- Oberstelle an. Dann müssen uns vorstellen, es geht einmal eine Welle von hier von der unteren Öffnung bis nach hier oben und dann von hier bis
- nach hier oben. Jetzt sehen wir, dass die beiden Wellen nicht mehr gleich lang sind. Klar, geometrisch, diese Welle ist größer als die. Das heißt, wir haben
- jetzt eine Differenz der Wellengen und zwar jetzt mit einer Delta Lambda. Die Differenz wing ist jetzt für dieses Maximum, für dieses weite Maximum 2
- Lambda, also zweimal Lambda. Und jetzt ähm wieder danach, wenn wir eine Differenz vom Gradzeichen Lambda haben, haben wir
- der konstruktive Differenz jetzt nur ganz kurz erklärt. Lambda eine Welding ist ja diese Strecke hier ist dann auch die gleiche Strecke wie von Wellenberg
- zu Wellenberg. Wenn ich mir vorstelle, dass jetzt z.B. diese Welle um Land verschoben ist. Das sehe ich der Wellenberg hier ist jetzt hier. Es
- passiert nichts. Oder bei zwei Lander, wenn ich mir vorstelle, der Wellenberg, der hier ist der das wä in zwei Lander verschoben wä jetzt hier. Also bei
- Gradzeigen Lambda als Gangunterschied als Differenz haben wir eben immer dieses Muster immer überlagert konstruktive Interferenz
- und an den Stellen, wo es kein Licht ankommt, damit destruktive Interferenz. Wie gesagt jetzt nur kurz wer holt disrutive Differenz ist ja wenn jetzt
- der Gangunterschied wir sehen es n - 1/ mal Lambda ist und dann hier die einhb Lambda kann man sich vorstellen einh Lambda ist ja der Abstand von Wellenberg
- zu Wellenzahl dieser Abstand bzw von hier bis nach hier wenn wir jetzt vorstellen diese Welle ist jetzt um ein halb Lambda verschoben dann sehen wir da
- hätten wir jetzt hier das Wellenzahl hier Wellenberg und dann überlagert ist null das gleiche der Wellenberg von wer jetzt anstatt hier wer hier wer Berg
- plus wah wä immer null destruktive Interferenz w eine Ausluchtung deswegen kommt hier kein Licht an deswegen das ist halt Thema Interferenz mehr dazu
- auch ein ander Video und das war jetzt der erste Teil des Videos also wissen jetzt was doppeltspalt ist und wie es zu Interferenz kommt und bevor ich jetzt
- auf den zweiten Teil eingehe ich jetzt noch mal kurz noch ein kleines Detail erklären und zwar für die die es noch ein bisschen genauer wissen wollen und
- zwar jetzt zu den einzelnen Interferenz zu den Maxima und zwar haben wir gesagt haben jetzt zwei Wellen, die sich jetzt überlagern
- und jetzt bei der Vorstellung machen viele den Fehler, dass sie jetzt denken, eine Welle bewegt sich jetzt sofort, dass quasi nur ein Punkt sich
- fortbewegt, wie hier ein Punkt bewegt sich von hier nach hier oder hier nach hier. das ja eben nicht so, weil wenn man sich so vorstellt und zwar als
- Punkt, dass eine Welle quasi aussieht, dass sie hier wie so ein Punkt dann sich bewegt und hier auftrifft, darf man nicht machen, weil dann könnt müsste man
- sich ja in dem Fall vorstellen, dass wenn der Schirm ungünstig liegt, die beiden Punkte zufälligerweise genau hier liegen können bei null. Also die bewegen
- sich so im Sinus, dass sie jetzt zufällig hier an der Nullstellen. Das bedeuten würde, die würden jetzt hier ankommen und dann null, das wäre
- destruktiv, das da würd ja kein nicht ankommen. So darf man sich es eben nicht vorstellen. Und zwar muss man sich vorstellen, dass an diesen an diesen
- Stellen, wo wir Maxim haben, dass quasi so eine ganze Welle gleichzeitig die ganze Zeit ankommt und das alles, das heißt, es gibt jetzt unendlich viele
- Punkte, die jetzt gleichzeitig hier hier auftreffen und eben nicht ein Wellenpunkt, der gerade hier liegt, der gerade hier liegt, der gerade hier
- liegt, sondern eben alle Punkte gleichzeitig. Deswegen damit kann man auch erklären, dass dann diese Maxime entstehen. Jetzt zum zweiten Teil und
- zwar hier geht's ein bisschen ins Detail. Hier jetzt im Prinzip das gleiche wie gerade beschrieben. Jetzt nur mit paar mathematischen Formeln und
- paar mathematischen Kngrößen. Das ist auch für die Klausur für Klausuraufgaben wichtig. Paar Größen jetzt. Dieser Sparabstand ist G Sparabstand. Dann der
- Abstand zwischen Doppel und Schirm ist jetzt A. Dann der Abstand von hier bis zu unseren Maxima. Wir betalen jetzt das dritte Maximum ist jetzt Strecke X. Hier
- haben wir ein Winkel. Wir haben jetzt ein Dreieck eingezeichnet von hier bis zum dritten Maximum ist dann mit der Strecke H. Und jetzt kurz mal die Formel
- hergeleitet. Ich hoffe, man kann es einigermaßen sehen. Und zwar sagt man jetzt wiren dieses Dreieck, wir ziehen mit dem Winkel Alpha. Und jetzt machen
- wir zeichnen wir aus diesen beiden Öffnung die beiden Wellen nach dieser nach der Methode wie oben. Jetzt für dies für dieses dritte Maximum haben wir
- eine Welle von hier ausgehen bis nach hier und von hier ausgehen bis nach hier. Und jetzt haben wir gesagt, zwischen
- diesen beiden Wellen gibt's ein Gangunterschied und die kann man jetzt grafisch nährungsweise zeichnen. Nährungsweise wä jetzt der
- Gangunterschied diese kleine Strecke, weil wir können uns nähersweise sagen grafisch, dass die beiden Strahlen einfach parallel sein sollen. Ist nicht
- so, aber in echt ist auch der Sperbon kleiner und diese Strecke größer. Das heißt, sieht zwar nicht parallel aus, nähersweise kann man sagen, dass diese
- beiden Strahlen parallel sind. Und wenn die jetzt parallel wären, dann ist ja genau dieser Abstand in diesem Dreieck, diese kleine Strecke, das wäre jetzt
- eben die Strecke, die die unsere Welle größer ist als die Opere. Das wä jetzt also Delta Lambda und jetzt für das dritte Maximum wä
- Delta Lambda quasi dann wieder maximum 3 x Lambda. Und jetzt wichtig nur ganz kurz nur, wir haben jetzt also dieses Dreieck und dieses Dreieck im blau und
- jetzt kann man ist mathematisch Geometrie kann man sagen, dass nährungsweise auch dieser Winkel Alpha ungefähr der gleiche Winkel ist wie hier
- dieser Winkel, das wäre auch ungefähr Alpha. Und wenn das gilt, ist jetzt auch nicht so wichtig, dann kann man nach dem Sinus herleiten, dass dann Sinus alpha
- hier gleich dann x durch h gegen Hypotenuse. Jetzt wieder h ist ungefähr genauso groß wie A ungefähr. Und dann kann man ungefähr sagen, dass Sinus
- Alpha ungefähr x dur a ist. Ungefähr x dur a. Dann dieses Dreieck jetzt noch mal genommen. Da ist dann Sinus Alpha ungefähr delta Lambda durch ging
- Hypotenuse Delta Lamb durch G. Und jetzt ich hoffe man kann es einermaßen verstehen, auch das wenn nicht ist auch nicht so wichtig. Jetzt sieht man nach
- diesem Ansatz nach diesem geometrischen Ansatz, dass wenn das ungefähr gleich das ist und das ungefähr gleich das ist, ist ja auch dann Delta Lambda dur g
- ungefähr gleich x dur a. Also dieser Ansatz und jetzt im letzten Schritt umgeformt nach Lambda kann man guck mal auf diese Formel und zwar je nachdem was
- man betrachtet. Wiraten jetzt hier maxima. Maxima ist ja n mal lambd Gangunterschied. Das heißt, ich setze kann auch sagen, statt Delta Lambda set
- sage ich direkt n mal lambda durch g = x dur a und jetzt nach lambda umgestellt einfach ghin durch n hierhin erhalte ich g* x dur n
- mal a und das dann mein Lambda und das ist jetzt ebeno die entscheidende Formel, die auch Klausur manchmal braucht. Damit können die die
- Wellenlänge bei Maxima berechnen. Z.B. jetzt hier drittes Maximum, wenn ich A die Strecke weiß einsetzen, x diese Strecke weiß hier einsetzen, drittes
- Maximum nich reingesetzt g Schwarbestand muss ich wissen, dann könnte ich jetzt die Welllänge hier für dies Maximum berechnen. gleich Prinzip könnte ich in
- die Wellenlängen für das zweite erste Hauptmaximum berechnen oder in anderen Aufgaben ist man ja gefordert, dass die Wellenge schon bekannt ist und ihr könnt
- dann die Formel umstellen und dann irgendwelche Größen wie die Strecke, den Spalabstand berechnen. Manchmal müssen darauf achten, dass manchmal andere
- Größen verwendet werden statt X wird d verwendet, wie auch immer. Aber im Prinzip diese Formel auf den Klausuren, braucht offen Klausulen könnte die
- einzelnen geometrischen Sachen noch und die einzelnen Daten noch ermitteln. das jetzt mal noch ein paar Datei dazu und das war's damit zu diesem Video.