Beugung & Interferenz

Beugung an Kreisöffnungen

Prinzip Durch Beugung an einem kreisrunden Beugungsobjekt mit geringem Durchmesser müssen Beugungsmuster entstehen, die konzentrische Kreisringe sind. Das könnten die Schüler aufgrund ihrer Kenntnisse über die Beugung an einem schmalen Spalt bzw. Hindernis voraussagen und im Experiment überprüfen, das dann bestätigenden Charakter erhält. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’130.05

Beugung an Mehrfachspalten

Prinzip Die Schüler sollen mit diesem Experiment erkennen, dass bei der Beugung von Licht an n-fachen Spalten zwischen zwei benachbarten Hauptmaxima jeweils n-1 Nebenminima und n-2 Nebenmaxima auftreten, die insbesondere deutlich zwischen dem Hauptmaximum 0. Ordnung und dem Hauptmaxima 1. Ordnung zu erkennen sind. Sie sollen ferner erkennen, dass die Intensität der Nebenmaxima mit wachsender Anzahl n der Spalte abnimmt und beim Transmissionsgitter vernachlässigbar gering ist, dafür aber die Intensität der Hauptmaxima mit n wächst und beim Gitter sehr groß ist. Damit wird durch dieses Experiment das Verstehen der Wirkungsweise eines Transmissionsgitters erleichtert. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’194.15

Fresnelscher Biprismaversuch

Prinzip Neben dem Experiment mit dem Fresnelschen Doppelspiegel ist das Experiment mit dem Fresnelschen Biprisma eines der historisch bedeutsamen Experimente, die im 18. und 19. Jahrhundert durchgeführt wurden, um die Wellennatur des Lichts nachzuweisen. Bei dem Fresnelschen Biprisma schließen die Flächen, auf die das von einem Leuchtspalt ausgehende Licht auftrifft, einen Winkel von nahezu 180 Grad ein. Trifft ein divergentes Lichtbündel auf die Kante des Biprismas, dann erhält man durch Brechung zwei divergente, kohärente Lichtbündel, die von zwei virtuellen Spalten auszugehen scheinen und jenseits des Biprismas interferieren. Die Schüler sollen zunächst den Aufbau des Versuches mit dem Biprisma kennenlernen und die Interferenzmuster beschreiben. Im zweiten Versuch soll die Wellenlänge von rotem Licht ermittelt werdden. Durch Verwendung anderer Filter ist es auch möglich, die Wellenlänge für weitere Farben - evtl. im arbeitsteiligen Vorgehen - zu bestimmen. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’357.25

Fresnelscher Doppelspiegelversuch

Prinzip Eines der historisch bedeutsamen Experimente, die im 18. und 19. Jahrhundert durchgeführt wurden, um die Wellennatur des Lichts nachzuweisen, war der 1816 von Fresnel erdachte Doppelspiegelversuch. Mit zwei Planspiegeln, die um nahezu 180 Grad gegeneinander geneigt sin, erzeugtman durch Reflexion eines divergenten Lichtbündels zwei virtuelle Lichtquellen, von denen zwei divergente Lichtbündel auszugehen scheinen, die interferieren können, weil sie kohärent sind. Die Schüler sollen zunächst den prinzipiellen Aufbau des Fresnelschen Versuches kennenlernen und die Interferenzmuster beschreiben. Die Neigung der beiden Spiegel zueinander ist unveränderlich und dadurch vereinfacht sich der Aufbau. Im zweiten Versuch soll die Wellenlänge von rotem Licht ermittelt werden. Duch Verwendung der anderen Filter ist es auch möglich, die Wellenlänge für weitere Farben zu bestimmen. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’394.25

Kohärenzbedingung

Prinzip Ob Lichtwellen, die sich überlagern, auch interferieren können, hängt davon ab, ob sie kohärent sind oder nicht. Die Bedingung, die erfüllt sein muss, damit Kohärenz besteht, kann in der Form d⋅sin(ε)≪λ oder d⋅D/a≪λ dargestellt werden. Kohärenz ist also von der räumlichen Ausdehnung (im Experiment Breite d des Leuchtspalts) und vom genutzten Abstrahlungswinkel (des Doppelspalts) abhängig. Weil die Abmessungen des Beugungsobjekts (des Dreifach-Spalts) klein gegenüber der Entfernung a der Lichtquelle vom Beugungsobjekt sind, ist sin(ε)/2=tan(ε)/2=ε/2 =(D/2)/a, sodass die Kohärenzbedingung in der oben angeführten Form aufgeschrieben werden kann. Ihre Überprüfung erfordert die Messung von d, D und a. Das Ziel des ersten Experiments ist die Überprüfung der Kohärenzbedingung für rotes Licht. Im zweiten Experiment sollen die Schüler bestätigt finden, dass langwelligeres Licht die Kohärenzbedingung bei gleicher Ausdehnung der Lichtquelle eher erfüllt als kurzwelligeres. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’236.15

Messung der Lichtgeschwindigkeit

Prinzip Die Lichtgeschwindigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes und anderer elektromagnetischer Wellen. Mit dieser Geschwindigkeit breitet sich ein bestimmter Phasenzustand einer Lichtwelle aus. Da nur im Vakuum Phasengeschwindigkeit und Gruppengeschwindigkeit übereinstimmen, weicht die Ausbreitungsgeschwindigkeit in anderen transparenten Medien von der Vakuumlichtgeschwindigkeit ab. In diesen Medien ist die Lichtgeschwindigkeit sowohl abhängig von den elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Mediums als auch von der Frequenz des Lichtes. In Luft ist die Lichtgeschwindigkeit weniger als ein Promille geringer als im Vakuum. In Wasser oder Glas wird die Lichtgeschwindigkeit auf 3/4 bis 2/3 der Vakuumlichtgeschwindigkeit reduziert. Vorteile • finde selbst heraus wie hoch die Lichtgeschwindigkeit eigentlich ist • erkenne, dass die Geschwindigkeit des Lichts vom Medium abhängt • die Fläche eines Experimentiertisches reicht aus

CHF 5’058.30

Newtonsche Ringe

Prinzip Wenn ein paralles Lichtbündel auf einen Luftkeil trifft, der von einem ebenen und einem sphärischen Glaskörper begrenzt wird, dann entsteht durch Interferenz ein Muster aus konzentrischen ringförmigen Streifen. Die Anordnung heißt Newtonsches Farbenglas, das Interferenzmuster Newtonsche Ringe. Die Interferenzringe kommen dadurch zustande, dass ein Teil des durch die planparalle Platte und den Linsenkörper hindurchtretenden Lichtes die Anordnung direkt passiert und ein anderer auf seinem Weg erst an der Oberfläche der Linse und dann an der Glasplatte reflektiert wird (vgl. Abb. 2). Die Schüler sollen die Newtonschen Ringe kennenlernen und durch die experimentelle Gewinnung von Messwerten sowie deren weitere Verarbeitung eine Anwendung dieses Phänomens praktizieren. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’149.55

Spektrales Auflösungsvermögen bei einem Gitter

Prinzip Um das spektrale Auflösungsvermögen eines optischen Gitters beurteilen zu können, wird der Quotient λ/Δ λ herangezogen. Dieser lässt sich nur dann exakt ermitteln, wenn ein Linienspektrum erzeugt werden kann, das Linien geeigneten Abstandes Δ λ enthält. Aber auch mit relativ einfachen Mitteln lassen sich für die Schüler hinreichend informative Aussagen über das spektrale Auflösungsvermögen eines Gitters gewinnen. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’222.30

Was kann man aus Beugungsbildern lernen?

Prinzip Der Versuch kann bei Tageslicht durchgeführt werden, da die Beugungsfiguren bei einer roten LED deutlich zu erkennen sind. Allerdings sollte die Anordnung nicht gegen das Licht ausgerichtet sein. Es ist darauf zu achten, dass möglichst immer nur eine Koppelmannfigur mit dem Auge anvisiert wird. Vorteile • Speziell auf die Anforderungen des experimentellen Teils des Abiturs zugeschnitten • Abgestimmt auf die Bildungspläne der Oberstufe • Quanten- und/oder Wellenoptik im Schülerversuch

CHF 601.35

Welchen Rillenabstand hat eine CD?

Prinzip Der Aufbau des Versuchs ist unkritisch und liefert im Allgemeinen gute und sichere Messwerte. Vorteile • Speziell auf die Anforderungen des experimentellen Teils des Abiturs zugeschnitten • Abgestimmt auf die Bildungspläne der Oberstufe • Quanten- und/oder Wellenoptik im Schülerversuch

CHF 760.10

Youngscher Doppelspaltversuch

Prinzip Thomas Young hat 1801 zwei Spalte mit dem Licht einer Lichtquelle beleuchtet und die von den Spalten ausgehenden Lichtbündel zur Interferenz gebracht. Damit war innerhalb der klassischen Physik der endgültige Beweis für die N Wellenatur des Lichtes erbracht. Im ersten Versuch sollen die Schüler das Prinzip des Youngschen Intereferenzversuchs kennenlernen, im zweiten Versuch soll die Wellenlänge roten Lichts ermittelt werden. Vorteile • Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank • Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

CHF 1’118.80

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