Serie14_Experimente an Spalt und Gitter

Technische Universität Ilmenau
Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften
Institut für Physik
http://www.tu-ilmenau.de/techphys2/lehre/
Übungen zur Vorlesung Physik II für Ingenieursstudiengänge im SS 2014
14. Serie: Beugung am Gitter
Aufgabe 48:
Ein optisches Gitter hat eine Gitterkonstante von g = 0,015 mm. Bei einem Beugungsversuch mit Licht
eine Spektrallampe mit nachfolgendem blauem Farbfilter werden in Transmission die intensivsten
Beugungsstreifen 1.Ordnung auf dem 2,5m entfernten Schirm zu einem Abstand von 161,4 mm
vermessen. Welche Wellenlänge hat das Licht der zugehörige Beugungsstreifen?
(Lösung: 484,2 nm)
Aufgabe 49:
Ein geritztes Originalgitter mit 800 Strichen pro Millimeter wird in einer Breite von 5 mm senkrecht
zur Gitterebene ausgeleuchtet.
a) Welches Auflösungsvermögen A ergibt sich für die 1. Bis 3. Ordnung hinter dem
Beugungsgitter?
b) Im Linienspektrum des Quecksilbers treten zwei benachbarte Linien bei den Wellenlängen
577 nm und 579,1 nm auf (siehe Spektrum Hg). Welches ist das erforderliche
Auflösungsvermögen?
(Lösung:
275
c) Wie groß ist die maximale beobachtbare Ordnung eines Hauptmaximums auf dem Schirm?
Lassen sich die Linien für die maximale Ordnung auf einem Schirm trennen?
(Lösung: n = 2)
Aufgabe 50:
Zur Kontrolle des Längenunterschiedes eines quadratischen Körpers zu einem Referenzkörpers R
werden die reflektierend polierten Oberflächen (40x40 mm) mit einer Glasplatte konstanter Dicke
bedeckt (Skizze als Schnitt). Welchen Längenunterschied ∆ haben beide Körper, wenn sich bei
Nutzung von Kadmium-Licht (643,9nm) an der Glasplatte im reflektierten Licht Interferenzstreifen im
Abstand von 15,4 mm ergeben. (Lösung: ∆
836 )
Aufgabe 51:
Elektronen einer Energie von 5 keV werden in einer Elektronenbeugungsröhre an den Atomen eines
polykristallinen Graphitgitters gebeugt.
a) Man bestimme unter der Annahme der Gültigkeit der BRAGGschen Beziehung den
Glanzwinkel für ein ausgeprägtes Interferenzmaximum, wenn auf dem Schirm der
Elektronenstrahlröhre der Durchmesser für einen Interferenzring 1. Ordnung zu D = 2,15 cm
ausgemessen wurde. Der Abstand des Graphitgitters vom Fluoreszenzschirm beträgt 13,5
cm. Skizzieren Sie den Versuchsaufbau!
(Lösung: 2 2,274°
b) Berechnen Sie den zugehörigen Netzebenenabstand d in der polykristallinen Graphitfolie!
(Lösung: Die Wellenlänge der Elektronen ist 17,3 pm, Netzebenenabstand d= 0,21 nm)