Wie entstehen bei Interferenzversuchen Minima und Maxima? 1 1 -> Minima (destruktive Überlagerung): Wellenberg und -tal treffen aufeinander und löschen sich aus -> s=n*λ/2 -> Maxima (konstruktive Überlagerung): 2 Wellenberge treffen aufeinander und verstärken sich -> s=n*λ Beschreibe das Interferenzmuster und spektrum bei der Interferenz am Doppelspalt. 2 2 Wo taucht sin(α) zur Berechnung der Maxima bei einem Doppelspalt auf? sin(α)=(n*λ)/b 3 3 Wie sieht das Spektrum der Interferenz an einem Einzelspalt aus? 4 4 sin(α)=(n*λ)/b => Maximum sin(α)=((2n-1)*λ)/(2*b) => Minimum Wie sieht die Interferenz am Gitter aus und wie das dazugehörige Spektrum? Wie kann man es berechnen? 5 5 Was ist der Unterschied von der Interferenz am Gitter und am Doppelspalt? 6 6 Wie berechnet man die Änderung von s bei der Interferenz an Dünnen Schichten? 7 2*d=[(2*k+1)/n]*λ/2 (k=1,2,3,...) s=2*d 7 Wie funktioniert die Interferenz an dünnen Schichten? 8 8 Was passiert bei der Entspiegelung einer Brille? 9 Gitter: - viele Spalten - Max. sind scharf ausgeprägt Doppelspalt: - 2 Spalten - Max. sind schwach ausgeprägt → am Gitter sind die Messungen genauer 9 "- an dünnen Schichten tritt bei der Reflexion Verstärkung/Auslöschung auf, wenn der Gangunterschied zwischen den an der Vorder- und reflektierten Wellen n*λ bzw. n*(λ/2) ist - Änderung der Schichtdicke → Änderung der Farbe - anderer Einfallswinkel → andere Farbe, da sich der Weg durch die Schicht vergrößert - Phasensprung von λ/2 → Min. bei λ ; Max. bei 1½λ "- bei einer doppelten Entspiegelung wird auf beiden Seiten des Brillenglases eine dünne Schicht mit der Brechzahl n aufgetragen - Phasensprung tritt 2 mal auf → hat keinen Einfluss - Weglängendifferenz s=2*d (d= Dicke der aufgetragenen Schicht) →störende Reflexe werden verhindert bzw. reduziert und die Lichtdurchlässigkeit wird erhöht" Was kann man zur Interferenz von Quantenobjekten sagen? 10 10 Wie funktioniert ein Polfilter? 11 11 Er besteht aus zwei übereinanderliegenden Polarisationsfolien (Polfiltern). Es wird nichts durchgelassen. (z.B. Mikrowelle) Wie funktioniert ein doppelter Polfilter? 12 12 Flüssigkristallmoleküle richten sich im magnetischen Feld aus und werden zum Polfilter (Dipol) - LCD (liquid crystal display): er besteht aus Flüssigkristallen Wie funktioniert ein elektrisch schaltbarer Polfilter? 13 13 Was sind die Eigenschaften von Hertzschen Wellen? 14 14 Nenne drei Wellenarten und beschreibe diese. 15 15 16 - Sie breiten sich geradlinig aus (auch durch den leeren Raum) - können Stoffe durchdringen, absorbiert, reflektiert oder gebrochen werden - es kann Beugung und Interferenz auftreten und sie sind polarisierbar - Ausbreitungsgeschwindigkeit: c=f*λ "Longitudalwellen (Längswellen): → Schwinguns- und Ausbreitungsrichtung stimmen überein Transversalwellen (Querwellen): → Schwingungs- und Ausbreitungsrichtung sind senkrecht zueinander Kreiswellen (Oberflächenwellen mit wellenförmigem Erscheinungsbild): → Teilchen führt kreisförmige Bewegung aus → die Bewegungskomponente ist senkrecht zur Ausbreitungsrichtung Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz, Absorption, Streuung, Polarisation und Dispersion können auftreten Was sind charakteristische Eigenschaften von Wellen? 16 Was passiert bei der Brechung von Wellen? 17 17 - beim Eintritt in ein optisch dickeres Medium zum Lot hin gebrochen - beim Eintritt in ein optisch dünneres Medium vom Lot weg gebrochen => Frequenz bleibt gleich, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit ändern sich. Jeder Punkt einer Wellenfront kann ein Ausgangspunkt für eine neue Wellenfront sein. Wie lautet das Huygenssche Prinzip? 18 - Quantenobjekte sind Elektronen, Protonen, Neutronen, Atome und Moleküle - das Verhalten von einzelnen Quantenobjekten kann nicht vorhergesagt werden, aber es kann bei vielen Quantenobjekten Interferenz auftreten => ist im Teilchenmodell nicht beschreibbar Das Teilchen (Photon) schwingt in alle Richtungen, nach dem Polfilter nur noch in eine, da es nur mit einer bestimmten Richtungsschwingung durch den Polfilter gelangt. Schwingt das Teilchen in der Stabrichtung des Polfilters, wird es nicht durchgelassen. 18 Der Schwingungszustand in einem Punkt eines Raumes wird bestimmt durch die Summe aller Wellen, die von Wellenfronten ausgehen und in diesem Punkt zusammentreffen. Wie lautet das HuygensscheFresnelsches Prinzip? 19 19 Wie sendet und empfängt man Hertzsche Wellen? 20 20 Was passiert bei der Amplitudenmodulation? 21 21 Was passiert bei der Frequenzmodulation? 22 Hochfrequenz-Schwingung wird als „Träger“ für NiederfrequenzSchwingung benutzt. Die Amplituden der HF-S werden im Takt der NF-S angepasst. Die Frequenz der „Trägerschwingung“ (HF-S) wird verändert. 22 Die hochfrequente Trägerschwingung muss im Empfänger wieder in NF-S und HF-S getrennt werden. Die NF-S wird verstärkt und im Lautsprecher hörbar gemacht. Was passiert bei der Demodulation? 23 23 Wie sehen harmonische Schwingungen aus und wo treten sie auf? 24 24 Wie sehen nicht harmonische Schwingungen aus und wo treten sie auf? 25 Sie sehen sinusförmig aus. - Uhrpendel, Fadenpendel, schwingende Wassersäule. Sie treten auf, wenn die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung ist. Sie sind nicht sinusförmig. Z.B. Stimmbänder der Menschen, Gitarrensaiten 25 Schwingungssystem wird von einem Erreger unterhalten und schwingt mit der Frequenz des Erregers. Was versteht man unter einer erzwungenen Schwingung? 26 26 Im Resonanzfall trifft der Erreger die Eigenschwingung eines zweiten Schwingungssystems. Was ist Resonanz? 27 "Zum Senden werden nur elektromagnetische Schwingungen mit hoher Frequenz (HF-S) benutzt. Schallschwingungen (Musik) haben eine niedrige Frequenz (NF-S). Um sie mit Sende- und Empfangsdipolen zu versenden müssen sie moduliert werden. Dies geschieht mit Amplituden- und Frequenzmodulation. Sie gelangen durch einen Schwingkreis zu einer Dipolantenne und werden gesendet. Dann werden sie von einer anderen Dipolantenne „angenommen“ und demoduliert so bekommt man die ursprüngliche Schwingung." 27