18. Beugung

Zubehör:

	2 Optische Bänke mit Verbindungsstück und Reitern
	1 He-Ne-Laser
	1 Präzisionsspalt mit Irisblende
	1 Engbandfilter für grün
	1 Lochblende Æ= 0,4mm
	1 Strichgitter n = 1005/cm
	1 Meßverschiebereiter 200mm
	1 CdS-Meßzelle mit Meßsystem
	1 Meßverstärker mit Vielfachmeßgerät
	1 Mikrooptische Bank (Linsen f = 10, 20, 60mm, Zentrierfassungen, Meßokular)
	1 Reuterlampe mit Transformator
	1 Stahlbandmaß

Aufgaben:

1. Bestimmung der Wellenlängen des Laserlichts durch Ausmessen der Beugungsfigur eines Spaltes

a)visuell

b)photometrisch

2. Bestimmung der Wellenlänge des Laserlichts durch Ausmessen der Beugungsfigur eines Strichgitters

3. Bestimmung der Wellenlänge des Laserlichts durch Ausmessen Fresnelscher Zonen.

NICHT IN DEN LASER - STRAHL SEHEN !!!!!

Hinweise:

Richten Sie als erstes die optische Bank einschließlich der mikrooptischen Bauteile auf die optische Achse ein. Dazu verwendet man am günstigsten die Lochblende d = 0,4mm. Beim Verschieben dieser Blende in Richtung der optischen Achse soll der Strahl immer zentriert auftreffen.

NICHT IN DEN LASER - STRAHL SEHEN !!!!!

Zu 1a) Bestimmen Sie die Lage der Maxima; vgl.Walcher: Praktikum der Physik. Man überlege, ob man anstelle des Sinus den Tangens zur Rechnung verwenden kann.

Zu 1b) Messen Sie den Intensitätsverlauf des Beugungsbildes mit dem CdS- System aus, wobei Sie auf die Erfassung des zentralen Maximums verzichten können. Vergleichen Sie den theoretischen Verlauf. Die Spaltbreite wird mit Hilfe einer Fühllehre eigestellt und optisch nach dem Besselverfahren (siehe Walcher, Physikalisches Praktikum) kontrolliert.

Zu 2) Justieren Sie das Gitter senkrecht zum Strahlengang ein, mit der verspiegelten Seite zum Beobachter. Fehlerbeobachtung!

!NICHT IN DEN LASER - STRAHL SEHEN !!!!!

Zu 3) Verwenden Sie divergentes Licht, das Sie am besten mit einer Linse f = 60mm in Zentrierfassung herstellen. Bringen Sie den Meßverschiebereiter parallel zum Strahlengang. Verwenden Sie die Lochblende. Ermitteln Sie möglichst genau den Ort des Brennpunkts. Stellen Sie fest, bei welcher Entfernung der Lochblende vom Brennpunkt auf dem Schirm Dunkelheit herrscht. Bestimmen Sie aus diesen Daten die Wellenlänge. (Den Durchmesser der Lochblende kann man ebenfalls nach dem Bessel-Verfahren genau ermitteln. Benutzen Sie hierzu eine Abbildungslinse f = 20mm).

Zusatzaufgabe:

4. Stellen Sie mit dem CdS-System das Verhältnis der Intensität ohne Blende zur Intensität bei Abdeckung aller Zonen außer der ersten fest.

Literatur:

Bergmann-Schaefer	Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. III
Bergmann-Schaefer	Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. I (Huyghens-Fresnel'sches Prinzip)
Lüscher	Experimentalphysik Bd. II
Martienssen	Einführung in die Physik IV
Gerthsen	Physik

Ergänzungsliteratur:
Born	Optik
Born und Wolf	Principles of Optics
Champeney	Fourier Transforms and their Physical Applications

Stichworte zur Vorbereitung:

	Kohärenzbedingungen (s.z.B. Martienssen)
	Fresnel- und Frauenhofer Beugung
	Fresnelsche Zonen
	Beugung am Spalt und am Gitter, Erzeugung von Licht,
	Babinet'sches Prinzip
	Kohärenz bei verschiedenen Lichtquellen
	Zusammenhang der Frauenhofer Beugung mit der
	Fouriertransformation (s.z.B. Martienssen und Champeney)
	Strukturbestimmung mit Röntgenstrahlen

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(c) Experimentelle Physik, Universität Ulm 04. Dezember 2001
V.i.S.d.P.: Othmar Marti, Experimentelle Physik, Universität Ulm
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