Doppelspaltexperiment einfach erklärt - Interferenz, Licht, Berechnung (Physik)
Think Logic
https://www.youtube.com/watch?v=OIEnqY3CFhY

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 für in diesem video werde ich dir den sogenannten doppel spielt versuch erklären und dazu schauen wir uns zuerst einmal die grundlegenden situation also
0:07 wie ist dieses experiment aufgebaut wie funktioniert das ganze dann würde ich dir die wichtigste formel zeigen und wir wären ein kurzes beispiel damit rechnen
0:15 und dann werde ich dir noch erklären wo diese form überhaupt herkommt so haben wir jetzt zuerst mal an wie es diese wie ist dieses doppelspiel experiment
0:23 aufgebaut das cast für die ungefähr so vorstellen wir schicken licht auf seinen doppel sport ist das so vorstellen wie eine
0:31 platte die zweiliga hat sein doppel spielt und hier hinten haben wir einen schirm und auf diesen schirm werden wir dann ein sogenanntes interferenzmuster
0:41 erkennen das heißt wenn ihr licht durch diese beiden spalte herschicken dann besagte dass heimischer prinzip dass hier an diesem bein stellen elementar
0:52 wellen in alle möglichen richtungen ausgesendet werden und diese elementaren die interferieren dann miteinander das heißt die überlagern sich und
1:01 diese welle seines immer so ein die lichtwellen die werden in alle möglichen richtungen ausgesendet so ist zum beispiel auch in diese richtung
1:12 und hier an diesen schirm hier überlagern sich dann diese lichtquellen und es kommt entweder zur konstruktiven oder zu destruktiven interferenz noch
1:23 mal kurz zur wiederholung was ist konstruktive interferenz das bedeutet dass ich diese beiden lichtwellen dass die in phasen schwinger das heißt wir
1:31 haben hier ein maximum auf ein maximum und wenn sich diese lichtquellen überlagern das heißt sie addieren sich dann bekommen wir eine größere
1:39 lichtwelle aus dies trug tiefe interferenz das wäre jetzt genau umgekehrt diese lichtwellen schwingen nicht in fahrt das heißt wir haben ein
1:49 maximum auf einem minimum und wenn wir jetzt diese licht werden addieren dann bekommen wir gar kein lichterlöschen sich gegenseitig aus und
1:58 das heißt also dass wir hier hinten am schieben entweder einen hellen fleck haben also konstruktive interferenz oder wir haben einen dunklen fleck ist wir
2:07 haben kein licht dann hätten wir destruktiven differenz und das passiert natürlich hier hinten überall am schirm wir könnten jetzt zum
2:15 beispiel hier an dieser stelle einen hellen fleck haben also konstruktive interferenz und hier in dieser stelle destruktiv interferenz und wir ändern
2:24 hier hinten ein sogenanntes interferenzmuster erkennen können und so ein interferenzmuster das wird meistens mit so einem funktions graphen
2:32 dargestellt das bedeutet einfach nur dass wir hier an dieser stelle zum beispiel konstruktive interferenz damals einen
2:39 hellen fleck hier ist die intensität vom licht hoch an dieser stelle ist die intensität nur hier haben wir destruktiven indifferenz hier werden in
2:48 dunklen fleck ja wir wieder einen hellen fleck dunkler fleck heller fleck und so weiter so und unsere aufgabe ist es natürlich irgendwie dieses
2:58 interferenzmuster zu berechnen und wir werden jetzt nicht genau dieses interferenzmuster berechnen also diese funktionskleidung aufstellen aber wir
3:06 können etwas ähnliches machen und zwar wir können die position dieser interferenz maximal hier bestimmen das heißt wir bestimmen im endeffekt die
3:15 position der hellen flächen hin am schirm und dafür gibt es einen ganz einfache formeln die sieht folgendermaßen aus
3:23 d das ist dieser spalt abstand hier das ist der sport abstand de mal sinus ist gleich
3:34 mal der wellenlängen lambda die wellenlänge das ist die wellenlänge von diesem nicht hier hinten k das ist in seine natürliche zahl also
3:45 nur 123 und so weiter und alpha das ist jetzt der winter bei dem dieses interferenz maximum auftritt
3:57 überlegen wir uns zuerst mal vielleicht warum haben wir denn hier überhaupt so einen kader dieses kann das brauchen wir weil wir natürlich nicht nur ein
4:05 interferenz maximum haben sondern wir haben mehrere das heißt du nicht zum beispiel das zweite indifferenz maximum berechnen wollen dann müssen wir für k21
4:15 setzen dieses interferenz maximum das bezeichnet man als das interferenz maximum 0 toren das ist das maximum
4:23 erster ordnung zweiter ordnung und so weiter und mit dieser form kann man eben die winkel berechnen bei denen diese
4:31 interferenz maxime auftreten schauen wir uns dazu mal ein ganz einfaches beispiel an sagen wir mal dass unsere wellenlänge
4:41 was die gleich 600 nanometer ist dass der spalt abstand ddr ist wäre ich 0,05
4:51 millimeter und wir wollen jetzt dass die position übernimmt die position vom zweiten interferenz maximum berechnen das heißt wir wollen den winkel vom 2
5:04 den wollen wir uns ausrechnen und dazu werden wir eben diese formel hier verwenden zuerst mal wohl ich in dieses de auf die rechte seite rüber und dann
5:15 setze ich alle größen ein liebe kennen dann steht hier - alpha denn das wollen wir bestimmen das kennen wir nicht ist gleich kam ein
5:25 lamm da kam das wissen wir das ist zwei weil wir wollen wir das zweite interferenz maximum berechnen da ist die steht zweimal lambda 600 nanometer ist
5:36 600 mal 10 hoch minus neun meter dann dividiert durch die dfg haben wir auf die andere seite gerückt die ich 0,05 mm das heißt 0,05 mal 10 hoch minus 3 meter
5:54 und jetzt wollen wir diesen winter einfach das heißt wir müssen einfach auf beiden seiten den a casinos anwenden da steht hier
6:07 ist gleich akkus von diesem ausdruck und wenn du hast hinter strache eingibt dann solltest du ungefähr kümmern nur 24 kommen und der akku sinus von 0.24 der
6:21 ist ungefähr 1,3 75 grad und da ist dieses zweite interferenz maximum dass
6:32 das unter einem winkel von 137 5 grad auftritt hier haben wir den winkel nehme man uns zum schluss noch mal
6:41 anschauen wo kommt denn überhaupt diese formel hierher und dazu überlegen wir uns zuerst noch mal kurz wodurch entstehen denn bei diesen doppelspeichen
6:50 diese interferenz erscheinungen hier hinten wie entstehen eigentlich dadurch die entstehen dadurch da dieser obere lichtstrahl hier einen kürzeren weg
7:02 zurücklegen muss als dieser untere lichtstrahl und dadurch kommt dann hier zu einer verschiebung von diesen beiden
7:11 elektromagnetischen wellen das heißt es kann entweder zu konstruktiven oder zu destruktiven interferenz kommen schauen wir uns das ganze vielleicht mal
7:19 folgendermaßen an geben hier zwei lichtstrahlen diese beide lichtstrahlen die treffen hier hinten auf einen schirm und du kannst hier kennen dass diese
7:29 beiden lichtstrahlen die genau den gleichen weg zurücklegen müssen das zeigen jetzt aber mal dass dieser untere lichtstrahlen ein etwas längeren weg
7:39 zurücklegen muss das würde ungefähr so aussehen und was ist jetzt dass auf grund von dieser weg differenz weil dieser unterrichtsreihe
7:49 einen längeren weg zurücklegen muss dass wir jetzt keine konstruktive interferenz mehr haben sondern wir haben destruktive interferenz das heißt wir haben hier ein
7:58 minimum auf ein maximum und diese beiden lichtstrahlen die will sich auslöschen so was passiert wenn dieser untere lichtstrahl jetzt noch einen längeren
8:07 weg zurücklegen muss dann würde diese situation wieder so aussehen wie hier dann auf einmal wieder
8:17 konstruktive interferenz das heißt wir hier ein maximum auf ein maximum und genau das passiert eigentlich bei diesem globus bald auch hier
8:26 dass sich die lichtstrahlen hier treffen dann müssen beide genau den gleichen weg zurück nehmen desto weiter wir rauf oder runter gehen desto größer wird diese weg
8:37 differenz und deswegen wächst sich im ab von einer konstruktiven zu destruktiv in zu konstruktiven zu destruktiv und
8:44 konstruktiv nimmt indifferenz und so weiter jetzt ist natürlich die frage bei welcher weg differenz haben wir den konstruktiven
8:52 was kannst du hier erklären in diesem beispiel ist die vig differenz genau eine wellenlänge von einem maximum zum nächsten
9:01 das heißt sobald diese wird differenz eine wellenlänge oder genauer gesagt ein vielfaches der wellenlänge dann haben wir konstruktive interferenz so heißt
9:13 das ist jetzt mal die bedingung für konstruktive interferenz die frage ist jetzt natürlich noch wie groß ist denn die weglänge differenz dieser beiden
9:22 lichtstrahlen und dass wenn wir jetzt folgendermaßen berechnen schauen uns dieses rechtwinklige der reihe kann ich zeigen dass hieraus noch mal auf das
9:33 sieht ungefähr so aus das ist unser rechtwinkelig ist dreieck wir haben hier einen rechten winkel diese länge das ist die mit abstand die
9:44 hier oben haben wir den winkel das ist jetzt vielleicht nicht so einfach zu sehen warum hier um darwin carl zeiss du kannst hier mal überlegen der wk iv der
9:54 sie eigentlich hier wenn dieser winkel preis muss auch dieser winter sei auf jeden fall kann man jetzt ganz einfach mit drückender matri diese länge
10:05 hier unten bestimmen bei das ist ja eigentlich genau die weg linien differenz das heißt die unten diese länge ist die x sinus iphone und genau
10:16 wenn diese wie klingen der fördern differenz in den kinos an wenn die ein vielfaches der welding es dann haben wir konstruktiv interferenz und so kommen
10:26 wir dann auch auf diese form hier hast du dir das ganze jetzt ganz genau angeschaut hat wird er vielleicht aufgefallen sein dass wir hier
10:34 eigentlich keine richtige linie s3 kaum damit wir hier nämlich eine rechtwinklige streik haben müssten diese beiden linien parallel sein die sind
10:45 aber nicht deswegen haben wir eigentlich keine rechtlichen register aber eigentlich ist dieser spalt abstand extrem extrem klein und dann sind diese
10:54 lichtstrahlen beinahe parallel das heißt das ist eigentlich nur eine nehrung aber eine ziemlich gute ernährung weil dieser spalte abstand im extrem klein
11:03 und deswegen kann man das so rechnen also das jetzt gesehen wie dieser doppel spalt versuch aufgebaut ist und wie diese formel funktioniert und wo diese
11:12 formel herkommt was du jetzt noch weitere videos zur optik anschauen willst dann verlinke ich dir die playlist wo du diese videos finden
11:19 kannst unten in der video beschreibung