Experimentieranleitung: Wellenlänge von Licht File
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Schülerexperiment Grundfach Physik Klasse 11 – Bestimmung der Wellenlänge von Licht Aufgabe 1. Betrachten Sie Interferenzbilder nach Beugung weißen Lichtes an einem Gitter! Beschreiben Sie das Aussehen der betrachteten Maxima! 2. Bestimmen Sie die Wellenlänge von rotem und blauem Licht! Vorbetrachtung 1. a) Welche Eigenschaften des Lichtes kann man m.H. des Modells „Lichtstrahl“ beschreiben, welche nicht? b) Welches Modell löst dieses Problem? c) Erklären Sie das Zustandekommen einer ausgewählten Licht-Eigenschaft m.H. des HuygensFresnelschen Prinzips! 2. a) Was versteht man unter „kohärentem“ Licht? b) Durch welche Maßnahmen erreicht man, dass das Licht im Experiment kohärent ist? 3. a) Halten Sie eine kleine Vogelfeder oder ein Stück Seide vor Ihr Auge und betrachten Sie aus einer Entfernung von etwa 2m eine Kerzenflamme! Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen! b) Welche Eigenschaften des Lichtes sind dafür verantwortliche? 4. Die Wellenlänge des Lichtes lässt sich mit der Interferenzmethode nach der Gleichung b⋅s = bestimmen. (b – Gitterkonstante, e – Abstand zw. Schirm und Gitter, s – Abstand e zwischen den Interferenzstreifen 1. Ordnung und dem Streifen, der zum Maximum 0.Ordnung gehört) Bereiten Sie die Messwerttabelle vor! Durchführung 1. Bauen Sie die Experimentieranordnung (zunächst ohne Filter und Gitter) nach der Zeichnung auf! Quelle: Physik Lehrbuch für Klasse 10, VuW Volkseigener Verlag Berlin, 1990, S.107 2. Stellen Sie den Abstand Leuchte – Schirm auf 800mm ein! Sorgen Sie durch Drehen am Lampenstiel für Parallelstellung von Glühwendel und Spalt! Bilden Sie den beleuchteten Spalt mit der Linse scharf auf dem Schirm ab! 3. Schieben Sie das Gitter in den Schiebeschacht und führen Sie die Untersuchungen zu Aufgabe 1 durch! 4. Verwenden Sie bei der Untersuchung zur Aufgabe 2 nacheinanander ein Rot- und Blaufilter! Halten Sie e=500mm konstant! Einen etwas genaueren Wert erhalten Sie, wenn Sie den Abstand zwischen den beiden 1. Maxima bestimmen und diesen Wert halbieren. Zusatzaufgabe: Führen Sie die Messungen zur Aufgabe 2 mit einem anderen Gitter durch! Auswertung 1. Formulieren Sie Ihre Beobachtungen zu Aufgabe 1 im Satz! 2. Berechnen Sie mit Ihren Messergebnissen die gesuchten Wellenlängen! Zusatzaufgabe: Welcher Zusammenhang zwischen Gitterkonstante und dem Abstand der Streifen auf dem Schirm ist zu erkennen? 3. Erstellen Sie eine Fehlerbetrachtung, indem Sie folgende Fragen erörtern: + Vergleichen Sie Ihre Werte mit denen aus dem Tafelwerk! Wodurch sind die möglichen Abweichungen begründet? + Wie wirkt sich ein um einen halben Millimeter veränderter Wert für s auf die Berechnung der Wellenlänge aus? + Was könnte man an der Versuchsanordnung oder bei der Durchführung der Messungen ändern, um noch genauere Werte zu erzielen?
