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Versuche

Einzelspalt

Ziel des Versuchs

  • Nachweis, dass Interferenz auch am Einfachspalt auftritt.
  • Veranschaulichung des Einflusses der Wellenlänge auf die Lage der Maxima.

Einfachspalt-Versuch mit dem Laser

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Versuchsaufbau mit Einfachspalt und Laser

Für den Versuch benötigst du lediglich einen Laser und einen verstellbaren Spalt. Diesen kannst du auch z.B. mittels Rasierklingen improvisieren. Der Aufbau ist einfach: Du stellst lediglich den verstellbaren Spalt in den Strahlengang des Lasers (siehe Abb. 1). Eine Aufweitung des Laserstrahls durch eine Linse, wie sie beim Mehrfachspalt teilweise sinnvoll ist, kann hier entfallen. Die Beobachtung sollte auf einem weit entfernten (etwa 5 Meter oder mehr) Schirm erfolgen.

Versuchsbeobachtung
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Beugungsbilder am Einzelspalt bei unterschiedlichen Spaltbreiten

Auf dem Schirm bzw. der Wand zeigen sich Interferenzmuster wie in Abb. 2. Dabei wird auch der Einfluss der Spaltbreite \(b\) auf das Interferenzmuster deutlich. Bei großer Spaltbreite \(b\) liegen die einzelnen Maxima eng zusammen und sind sehr schmal. Wird die Spaltbreite \(b\) kleiner, so wandern die Maxima auseinander und die einzelnen Maxima werden breiter. 

Je enger der Spalt, desto mehr wandern die Maxima auseinander und desto breiter wird jedes einzelne Maximum. 

 

Grundaufbau mit weißem Licht

Dies ist der einfache Grundaufbau nach Fraunhofer, der bei entsprechender Ausrüstung auch als Praktikumsversuch durchführbar ist:

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Abb. 3 Skizze zum Versuchsaufbau
  • Die Lampenwendel wird durch die Linse 1 (Kondensor) scharf auf die Linsenmitte der Linse 2 (Abbildungslinse) abgebildet.
  • Der zwischen beiden Linsen stehende verstellbare Spalt wird durch die Abbildungslinse scharf auf die Wand bzw. die Messlupe abgebildet.
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Abb. 3 Versuchsaufbau nach Frauenhofer

Beobachtung

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Abb. 5 Interferenzmuster bei Spaltbreite \(B=0{,}24 \mathrm{mm}\)
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Abb. 6 Interferenzmuster bei Spaltbreite \(B=0{,}12 \mathrm{mm}\)
Aufgabe
Aufgabe

Beschreibe, wie sich die Farbgebung des 0. Maximums und die des 1. und 2. Maximums unterscheiden.

Lösung

Das 0. Maximum ist weiß (alle Farben). Die anderen Maxima haben Farbsäume: Von innen nach außen: violett, blau, grün, gelb, orange, rot.

Beschreibe, wie die Breite des 0.Maximums im Verhältnis zur Breite der Maxima höherer Ordnung ist.

Lösung

Das 0. Maximum ist doppelt so breit wie die anderen Maxima, die alle gleich breit sind.

Beschreibe, wie sich das Bild mit Verringerung der Spaltbreite verändert.

Lösung

Verringert man die Spaltbreite, so verbreitern sich die Maxima und deren Abstände werden größer.