Übungsblatt zur Interferenz

Aufgabe 1:

1. d sin(alpha) = n lambda
   sin(alpha) = n lambda/d
   auf Einheiten (mm, nm) achten. Dann kommt raus für n=1; 2; 3
   alpha1 = 1,81°; alpha2 = 3,63°; alpha3 = 5,45°
2. sin(alpha) kann maximal = 1 werden. Wie groß kann n maximal werden? Das sind soviele Wellenlängen wie in den Gitterabstand d reinpassen:
   n = d/lambda = 31,60.
   Man sieht also insgesamt 63 helle Punkte, die Hauptrichtung mit n=0 und dann links und rechts jeweis 31 Maxima.
3. x = l*tan(alpha2) = 4,00m*tan(3,63°)=26cm
4. Generelle Regel: Je feiner das Gitter, desto größere Winkel treten beim Beugen auf
   alpha1 = 18,5°; alpha2 = 39,3°; alpha1 = 71,7°
   n=3,16: insgesamt 7 Maxima, Hauptrichtung und je 3 auf beiden Seiten.

Aufgabe 2:

1.  Lichtgeschwindigkeit ist langsamer, Wellenlänge Kürzer
   Glas: 500nm/1,5 = 333nm;  Beschichtung 500nm/1,22=410nm
2. Die Welle, die durch die Beschichtung läuft, soll einen Gangunterschied von einer halben Wellenlänge erhalten. Sie läuft einmal rein und wieder raus. Die Schicht muss also lambda/4=102,5nm dick sein.
3. Dann wäre der Gangunterschied 2*lambda/2=lambda und man hätte konstruktive Interferenz, verstärkte Reflexion.

Aufgabe 3:
Rechnung wie in Aufgabe 1.

1.  20,3°; 18,3°; 16,2°; 14,4°;  13,3°
2. Lambda von 580nm bis 635nm gibt Winkel von 19,3° bis 21,2°
3. keine Linien sondern ein durchgängiges Spektrum, alle Regenbogenfarben
4. Rot, (hell)Grün, Blau, die additiven Grundfarben (RGB), bei denen unsere drei Farbrezeptoren auf der Netzhaut besonders ansprechen. Drei Winkel mit drei Linien.

Aufgabe 4:
Oben ist die Blase dünner als unten, weil die Schwerkraft das Wasser nach unten zieht. Man sieht Schlieren, die im wesentlichen waagrecht liegen, sie wirbeln aber durcheinander, weil das Wasser in Bewegung ist. Je dünner die Blase wird mti der Verdunstung, umso größer werden die Schlieren, weil die Bereiche mit gleicher Interferenz dann weiter auseinander liegen. Kurz vor dem Platzen ist die Schicht dünner als die Wellenlänge von sichtbarem Licht. Es gibt keine Interferenz mehr im Sichtbaren Bereich, das weiße Licht geht ungehindert durch. Mit UV-Licht müsste dann was zu sehen ssein.