17. Übung – 27.04.2011

Technische Universität Chemnitz
Institut für Physik
Dipl.-Phys. Cornelius Krasselt
Optische Spektroskopie und Molekülphysik
http://www.tu-chemnitz.de/physik/OSMP
Übungen zur Physik II
CS, Mathe, Info, SS 2011
17. Übung – 27.04.2011
Polarisation
1. Aufgabe:
Unpolarisiertes Licht der Intensität I0 falle auf einen Stapel von N idealen
Polarisationsfolien, die jeweils um den Winkel π/2(N-1) gegeneinander verdreht sind
a) Berechnen Sie die durch den Stapel transmittierte Intensität.
b) Welche Intensität ergibt sich nach 2, 3, 10 bzw. 100 Folien?
c) Für welche Anzahl von Folien wird die transmittierte Intensität maximal?
d) Geben Sie die Polarisationsrichtung des transmittieren Strahls an.
Beugung und Interferenz
2. Aufgabe:
Ein Stück Glimmer der Dicke 1,2 µm befinde sich an Luft. Im Spektrum des
reflektierten Lichts sind „Lücken“ bei 421 nm, 474 nm, 542 nm und 633 nm zu
beobachten. Berechnen Sie die Brechzahl von Glimmer.
3. Aufgabe:
Zur Reduktion der Reflexion einer Kameralinse (Brechungsindex 1,6) wird diese mit
einer Beschichtung vergütet, die den Brechungsindex 1,38 aufweist. Diese sei dabei
so ausgelegt, dass Licht der Wellenlänge 540 nm nicht reflektiert wird. Nehmen Sie
an, dass die Linse eine ebene Fläche darstellt und die Beschichtung überall die
gleiche Dicke hat.
a) Wie dick muss die Beschichtung sein, damit sie in der 1. Ordnung die Reflexion
der Wellenlänge 540 nm reduziert?
b) Gibt es destruktive Interferenz dann auch für andere sichtbare Wellenlängen?
4. Aufgabe:
Das JAMINsche Interferometer dient zur Messung oder zum Vergleich der
Brechungsindizes von fluiden Medien. Dazu wird ein Strahl aus monochromatischem
Licht in zwei Teilstrahlen aufgespaltet. Diese werden getrennt entlang der Achsen
zweien zylindrischer Röhren geführt. Nach dem Durchgang durch die Röhren (gleiche
optische Weglänge) werden beide Teilstrahlen wieder zu einem Strahl vereint, der
durch ein Teleskop betrachtet wird. Nehmen Sie an, dass jede Röhre 40 cm lang ist
und Natriumlicht der Wellenlänge 589 nm verwendet wird. Beide Röhren seien
anfangs evakuiert. Im Mittelpunkt des Betrachtungsfelds beobachtet man konstruktive
Interferenz beider Strahlen. Flutet man eine der beiden Röhren langsam mit Luft, so
wechsle der Mittelpunkt des Betrachtungsfelds 198-mal von hell nach dunkel und
zurück.
a) Ermitteln Sie den Brechungsindex von Luft.
b) Angenommen, die Interferenzstreifen lassen sich auf ± 0,25 Streifen genau zählen.
Wie genau lässt sich dann mit diesem Experiment die Brechzahl von Luft
bestimmen?