Interferenz & Beugung
Wenn Lichtwellen durch zwei enge Spalte gehen, sendet jeder Spalt sich ausbreitende Wellen aus, die sich auf einem Schirm dahinter überlagern. Wo ein Wellenberg aus dem einen Spalt auf einen Wellenberg aus dem anderen trifft, addieren sie sich zu einem hellen Streifen; wo ein Berg auf ein Tal trifft, löschen sie sich zu einer dunklen Lücke aus. Helle Streifen erscheinen nur bei den besonderen Winkeln, bei denen die zusätzliche Strecke, die eine Welle zurücklegt, eine ganze Anzahl von Wellenlängen beträgt.
d · sin θ = m · λ
- d — Spaltabstand (m): Abstand zwischen den beiden Spalten (oder Linien auf einem Gitter)
- θ — Winkel (°): Winkel von der Mitte des Musters zu einem hellen Streifen
- m — Ordnungszahl (unitless): der wievielte helle Streifen es ist, gezählt mit 0, 1, 2… von der Mitte aus
- λ — Wellenlänge (m): die Länge eines vollständigen Wellenzyklus des Lichts
Licht der Wellenlänge 500 Nanometer scheint durch zwei Spalte, die 20 Mikrometer auseinander liegen. Wie groß ist sin θ für den zweiten hellen Streifen (m = 2)?
- d = 20 μm
- λ = 500 nm
- m = 2
- sin θ = m · λ / d
- sin θ = (2 × 500 nm) / 20 000 nm
sin θ = 0.05