Humboldt-Universität zu Berlin

Physikalisches Grundpraktikum B
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Jens Pöthig (503841)
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Physik
Physikalisches Grundpraktikum B
Versuch O8 - Fraunhofersche Beugung
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Inhalt:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Einführung
Auswertung der 1. Aufgabe
Auswertung der 2. Aufgabe
Auswertung der 3. Aufgabe
Auswertung der 4. Aufgabe
Auswertung der 5. Aufgabe
7. Anhänge
Physikalisches Grundpraktikum B
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Jens Pöthig (503841)
Einführung:
Dieser Versuch dient der genaueren
Betrachtung von Abbildungen. Es
soll genauer untersucht werden,
worauf es bei der Ermittlung von
Auflösungsvermögen
ankommt.
Unter anderem werden hierfür
einige Versuche durchgeführt, bei
denen das Licht eines Laserstrahls
genutzt wird um paralleles Licht zu
erhalten, welches durch einen Spalt
bzw. ein Gitter geschickt wird, und
sich
in
Form
eines
Interferenzmusters
am
Schirm
darstellt. Die Fragestellung, welche
sich ergibt ist: Wie klein darf der
Spalt gewählt werden um noch ein
erkennbares Interferenzmuster zu
erhalten und welcher Teil des
Lichtes muss hindurch gelassen
werden?
1. Aufgabe:
Bei dieser Aufgabe wurde versucht den Laserstrahl parallel zur optischen Bank auf
den Schirm zu werfen. Für diese Ausrichtung wurde eine Lochblende genutzt,
welche einen derartigen Durchmesser hatte, dass der Laser genau hindurch passte.
So konnte diese zunächst am Laser aufgestellt werden, wobei der Laser so
ausgerichtet wurde, dass der Strahl die Blende passiert und selbiges mit der Blende
kurz vor dem Schirm. Nach der Ausjustierung stellte die Blende für den Laser kein
Hindernis mehr dar.
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Jens Pöthig (503841)
2. Aufgabe:
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In dieser Aufgabe soll die Wellenlänge des Lasers bestimmt werden. Hierfür wurde
das Licht des Lasers durch ein Gitter gelenkt. Für die Herleitung der Formel wird
zunächst die Brechung am Einfachspalt herangezogen. Bekanntermaßen erschien
auf dem in ca. zwei Meter Entfernung vom Laser aufgestellten Schirm ein
Interferenzmuster. Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, entstehen diese Muster
aufgrund des Gangunterschiedes ∆ da nicht beide Strahlen den selben Weg
zurücklegen. Somit ist dieser grundsätzlich für das Muster verantwortlich. Aus der
Skizze lässt sich die Formel für die Berechnung der Wellenlänge herleiten, da der
Gangunterschied bei einer vollen Wellenlänge von einem Maxima zu einem weiteren
führt. Somit ergibt sich die Formel:

sin  k  b
k
k  0,1, 2, 3,...
Da es sich in diesem Versuch um ein Gitter handelt, wird statt der Breite des Spaltes
die Gitterkonstante genutzt. Bei einem Gitter handelt es sich um eine Vielzahl von
parallelen Spalten.

sin  k  g
k
k  1, 2, 3,...
Anhand der in der Tabelle ersichtlichen Berechnungen ergibt sich für die
Wellenlänge des Lasers   633,2  11nm .
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Jens Pöthig (503841)
Aufgabe 3:
Wie bereits in der letzten Aufgabe wird der beschriebene Ansatz genutzt. So wird
mittels der hergeleiteten Formel für den Einfachspalt die Breite b ermittelt.
Aus der in der im Anhang beigelegten Tabelle wird ersichtlich, dass sich für die
Spaltbreite b  0,20  0,01mm ergibt.
Aufgabe 4:
Die vierte Aufgabe befasst sich mit dem eingangs beschriebenen Problem über die
Frage, wie viel Licht ist für eine deutliche Abbildung notwendig? Es wird versucht mit
der Bestätigung, dass mindestens zwei Maxima das Objekt erreichen müssen um ein
deutliches Bild auf dem Schirm zu erhalten, das Auslösungsvermögen nach Abbe zu
bestätigen. Es wurde deutlich, dass stets zwei Maxima durch die Blende 1 bzw. 2
gelangen müssen. Somit wurde die Abbesche Formel bestätigt.
Fragen:
1. Was besagt das Huygens-Fresnelsche
Prinzip?
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Jens Pöthig (503841)
Das huygenssche Prinzip, auch Huygens-Fresnelsches Prinzip genannt, besagt,
dass jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer neuen Welle, der sog.
Elementarwelle, betrachtet werden kann. Die neue Lage der Wellenfront ergibt sich
durch Überlagerung (Interferenz) sämtlicher Elementarwellen (In 3 Dimensionen sind
Elementarwellen kugelförmig, in 2 Dimensionen kreisförmig).
Quelle: http://www.Wikipedia.de
2. Was besagt das Babinetsche Theorem?
Das Babinetsche Theorem besagt, dass das Beugungsbild einer Blende und einer Kreisscheibe
gleich sind.