1. Aufgabenstellung
Aufgabe 1:
1.1 Bestimmung der Intensitätsverteilung I(x) des Beugungsbildes für zwei verschiedene
Spaltbreiten b, deren größte 0,25mm nicht überschreiten sollte. Die gemessene
Intensitätsverteilung soll graphisch dargestellt und mit Fehlerbalken versehen werden.
Vergleichen Sie die gemessene mit der theoretischen Intensitätsverteilung.
1.2 Berechnen Sie aus der Lage der Intensitätsminima den genauen Wert der eingestellten
Spaltbreite b. Zur Bestimmung der Messunsicherheit werten Sie bitte mindestens 6
verschiedene Minima aus.
1.3 Ermitteln Sie die Dicke einer der Drähte im Spannrahmen aus der Position der
Beugungsminima des entsprechenden Beugungsbildes analog zu Aufgabe 1.2.
Aufgabe 2:
2.1 Messen Sie die Beugungswinkel für die rote und die blau-violette Spektrallinie jeweils
mindestens fünf Mal. Berechnen Sie aus diesen Daten Mittelwert und maximalen
absoluten Fehler der Gitterkonstanten.
2.2 Messen Sie nun die Beugungswinkel für die grüne und die blaue Spektrallinie und
berechnen Sie die dazugehörenden Lichtwellenlängen. Die jeweilige Messunsicherheit der
Wellenlänge berechnen Sie bitte aus den Messunsicherheiten von Beugungswinkel und
Gitterkonstante über die Regel der Fehlerfortpflanzung.
Inhaltsverzeichnis
- Aufgabenstellung
- Aufgabe 1
- Aufgabe 2
- Versuchsaufbau, Versuchsdurchführung
- Physikalische Grundlagen
- Bearbeitung der Aufgaben
- Aufgabe 1
- Aufgabe 2
- Fehlerbetrachtung
- Schlussbetrachtung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Der Versuch „Beugungsoptik“ zielt darauf ab, das Phänomen der Beugung von Licht zu untersuchen und die physikalischen Grundlagen dieses Phänomens anhand von zwei Versuchen zu veranschaulichen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anhand von theoretischen Berechnungen validiert.
- Bestimmung der Intensitätsverteilung von Beugungsbildern für unterschiedliche Spaltbreiten
- Berechnung der Spaltbreite aus der Lage der Intensitätsminima
- Bestimmung der Dicke eines Drahtes aus dem Beugungsbild
- Messung der Beugungswinkel für verschiedene Spektrallinien
- Berechnung der Gitterkonstanten und Wellenlängen aus den Messdaten
Zusammenfassung der Kapitel
Aufgabenstellung
In diesem Abschnitt werden die Aufgaben des Versuchs detailliert beschrieben. Es werden die verschiedenen Messungen und Berechnungen aufgezeigt, die im Laufe des Experiments durchgeführt werden sollen.
Versuchsaufbau, Versuchsdurchführung
Hier wird die praktische Durchführung der Versuche Schritt für Schritt erläutert. Es werden die verwendeten Geräte, die Versuchsaufbauten und die Messmethoden beschrieben.
Physikalische Grundlagen
Dieser Abschnitt befasst sich mit den theoretischen Grundlagen der Beugung und Interferenz von Licht. Es werden wichtige Begriffe wie konstruktive und destruktive Interferenz, Kohärenz und das Huygen'sches Prinzip erklärt.
Bearbeitung der Aufgaben
In diesem Abschnitt werden die Ergebnisse der durchgeführten Messungen und Berechnungen dargestellt und diskutiert. Die Daten werden in Form von Tabellen und Diagrammen visualisiert und mit den theoretischen Erwartungen verglichen.
Fehlerbetrachtung
Hier werden die Fehlerquellen der Messungen und Berechnungen analysiert und die Auswirkungen auf die Ergebnisse beurteilt.
Schlüsselwörter
Beugung, Interferenz, Lichtwellen, Wellenlänge, Intensitätsverteilung, Spaltbreite, Beugungswinkel, Gitterkonstante, Photodiode, Laser, CdL-Lampe, HeNe-Laser, Huygen'sches Prinzip, Kohärenz, Destruktive Interferenz, Konstruktive Interferenz, Fehlerfortpflanzung, Fehleranalyse
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Ing. (FH) Tobias Purschke (Autor:in), B. Höber (Autor:in), 2004, Beugungsoptik (Draht, Spalt), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/21370
