Die Publikation befasst sich mit den Beugungserscheinungen an beliebigen optischen Gittern, sowie den daraus resultierenden Beugungserscheinungen.
Die Beugungserscheinungen werden auf der Grundlage der Wellenoptik analysiert und anhand eines praktischen Beispiels erörtert.
Inhaltsverzeichnis
- Vorwort zur Wiedervorlage.
- 1 Aufgabenbeschreibung
- 2 Grundlagen.....…………….
- 2.1 Das Licht als elektromagnetische Welle.
- 2.1.2 nach Maxwell
- 2.1.2 nach Huygens......
- 2.2 Emission von Lichtquanten…...
- 2.3 Bohrsche Bedingung.....
- 2.4 Beugung.
- 2.5 Interferenz.
- 2.6 Dispersion.
- 3 Der Versuch: Beugung am Gitter….....
- 3.1 theoretischer Ablauf des Versuchs: Beugung am Gitter.
- 3.2 praktische Versuchsdurchführung..
- 4 Auswertung des Versuchs.....
- 4.1 Tabelle der aufgenommenen Messwerte...
- 4.2 mathematische Versuchsauswertung.
- 4.2.1 Auswertung der Wellenlänge λ....
- 4.2.2 Berechnung des Winkels a.........
- 4.3 Fehlerauswertung.
- 4.3.1 Quecksilber.
- 4.3.2 Wasserstoff
- 4.3.3 Helium…........
- 5 Fehlerdiskussion
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Ausarbeitung beleuchtet die physikalischen Grundlagen der Beugung einer elektromagnetischen Welle am Gitter. Der Schwerpunkt liegt auf der Bestimmung der Wellenlängen von Spektrallinien von Wasserstoff-, Helium- und Quecksilberdampflampen im sichtbaren Bereich mittels Beugung an einem Strichgitter.
- Das Wesen des Lichtes und seine Beschreibung als elektromagnetische Welle nach Maxwell.
- Die Emission von Lichtquanten und die Bohrsche Bedingung.
- Die Grundlagen der Beugung und Interferenz.
- Die praktische Anwendung der Beugung am Gitter zur Bestimmung der Wellenlänge.
- Die Fehleranalyse und -diskussion der Versuchsergebnisse.
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 beschreibt die Aufgabe des Versuchs, welche die Bestimmung der Wellenlänge von Spektrallinien verschiedener Entladungslampen mithilfe der Beugung am Gitter beinhaltet.
Kapitel 2 widmet sich den Grundlagen, die für das Verständnis des Versuchs notwendig sind. Es werden die verschiedenen Theorien zur Beschreibung des Lichts, von der Korpuskulartheorie bis hin zur elektromagnetischen Wellentheorie, erläutert. Außerdem werden die Emission von Lichtquanten, die Bohrsche Bedingung, sowie die Grundlagen der Beugung und Interferenz vorgestellt.
Kapitel 3 beschreibt den theoretischen und praktischen Ablauf des Versuchs, der die Beugung von Licht an einem Strichgitter zur Bestimmung der Wellenlängen der Spektrallinien beinhaltet.
Kapitel 4 beschäftigt sich mit der Auswertung der Versuchsergebnisse, inklusive der mathematischen Auswertung und Fehlerauswertung.
Kapitel 5 beinhaltet eine ausführliche Fehlerdiskussion.
Schlüsselwörter
Elektromagnetische Welle, Beugung am Gitter, Spektrallinien, Wellenlänge, Wasserstoff, Helium, Quecksilberdampf, Maxwellsche Gleichungen, Lichtquanten, Bohrsche Bedingung, Interferenz, Dispersion, Fehleranalyse.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Ziel des Experiments zur Beugung am Gitter?
Das Ziel ist die Bestimmung der Wellenlängen von Spektrallinien (z. B. Wasserstoff, Helium, Quecksilber) im sichtbaren Bereich mittels Beugungserscheinungen an einem Strichgitter.
Wie wird Licht in dieser Arbeit physikalisch beschrieben?
Licht wird primär als elektromagnetische Welle auf Grundlage der Maxwellschen Gleichungen und des Huygensschen Prinzips analysiert.
Was besagt die Bohrsche Bedingung im Kontext der Lichtemission?
Die Bohrsche Bedingung erklärt die Emission von Lichtquanten beim Übergang von Elektronen zwischen verschiedenen Energieniveaus in Atomen.
Welche Gase wurden zur Untersuchung der Spektrallinien verwendet?
Für den Versuch wurden Quecksilberdampf-, Wasserstoff- und Heliumlampen verwendet.
Welche mathematischen Berechnungen sind Teil der Auswertung?
Die Auswertung umfasst die Berechnung der Wellenlänge λ sowie die Bestimmung des Beugungswinkels α auf Basis der Messwerte.
Was ist der Unterschied zwischen Beugung und Interferenz?
Beugung beschreibt die Ablenkung von Wellen an Hindernissen, während Interferenz die Überlagerung von Wellen bezeichnet, die zu Verstärkung oder Auslöschung führt.
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- Florian Kamin (Author), 2009, Beugungserscheinungen an beliebigen optischen Gittern. Eine Analyse auf Grundlage der Wellenoptik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/150389
