Beugung von Wellen
LEIFIphysik
https://www.youtube.com/watch?v=cnVkYK2L-wI

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 danke danke danke danke nicht nur wir können uns beugen nein wenn können das auch und genau darum geht es in dem video
0:11 was ist eigentlich beugung und wann spricht man vom schatten raum wann tritt beugung überhaupt auf und was soll das mit dem hooligan prinzip und wird extra
0:19 wissen spezial ziehen wir uns warm an spiel mit einem laser herum und schauen uns ein paar beugung erscheinungen an
0:30 hey heute mal nicht aus dem studio nein wir sind draußen davos reise kalt ist genauer werden an unserer häuser ecke
0:40 das ist aber gar nicht alles ihr könnt mich ja zurzeit sehen und hören aber wartet man verrückt schall breitet sich im medium luft als welle aus und wenn
1:07 wellen auf ein hindernis treffen dann können sie von diesem abgelenkt werden die welle um läuft das hindernis dieses phänomen nennt man in der physik beugung
1:17 als schatten raum bezeichnen wir den bereich hinter dem hindernis also für uns wäre das der bereich hinter der hausecke
1:25 wohnung ist somit die ablenkung einer welle an einem hindernis in den schatten raum die wellen bringen also in den schatten raum ein und breiten sich dort
1:34 aus beugung wird nicht durch brechung streuung oder reflexion verursacht wollte jetzt euer wissen zu den grundlagen von welt auffrischen
1:42 dann klickt mal ja beugung ist bemerkbar wenn die größe einer öffnung oder eines hindernisses in der größenordnung der wellenlänge liegt oder kleiner ist als
1:57 diese um das besser zu verstehen werfen wir mal einen blick auf wasser wellen in der wellen wanne eine quelle erzeugt ebene wellen einer bestimmten
2:07 wellenlänge deren fronten sich gleichförmig durch die wanne bewegen jetzt stellen wir den wellen mal einen großen spalt in den weg in diesem fall
2:16 treten nur sehr schwache beugung effekte im schatten raum auf kein wunder denn der spalt ist viel größer als die wellenlänge der wellen die wellen
2:24 passieren den spalt nahezu ungehindert und breiten sich dahinter weiter als ebene wellen aus spannend wird es wenn der spalt immer kleiner wird jetzt
2:34 verkleinern wir den spalt so lange bis der spalt abstand kleiner ist als die wellenlänge und schwupps schon sie die welle hinter dem spalt wie eine
2:43 kreisförmige welle aus die ihren ursprung im spalt hat diese wellen breiten sich nun auch in den schatten raum aus
2:55 jetzt kommt der niederländer christiaan hooligans ins spiel moment christian hehr und genau schwieriger name aber ich nenne jetzt einfach ruhigen dieser mann
3:07 hatte einen vorschlag wie die ausbreitung von wellen erklärt werden kann nämlich mit dem nach ihm benannten ruhige mission prinzip
3:14 damit lässt sich das merkwürdige buchungsverhalten von wellen beschreiben jede welle hat eine wellenfront bei ebenen wählen ist die wellenfront
3:23 einfach eine gerade linie genau da wo alle wellenberge liegen der niederländer mit den wallenden haar geht aber noch mehr ins detail
3:30 seine idee ist dass die wellenfront aus unzähligen punkten besteht jeder einzelne punkt dieser wellenfront ist der ausgangspunkt für eine neue
3:39 kreisförmige welle einer sogenannten elementar welle das nennt man das ruhige prinzip diese elementare wellen breiten sich für ein
3:48 kurzes zeitintervall aus das zeitintervall müssen wir uns so vorstellen dass es ultrakurz ist nach diesem zeitintervall können wir eine
3:57 neue wellenfront einzeichnen die neue wellenfront zeichnen wir so dass sie genau alle elementaren einhüllt und dann geht es wieder von vorne los die
4:07 wellenfront besteht aus ganz vielen einzelnen punkten von diesen gehen wieder elementar wellen aus und daraus können wir die neue ein hüne wellenfront
4:14 ableiten das ruhigen shop prinzip liefern eine modell vorstellung wie sich eine ebene welle ausbreitet jetzt wird es
4:22 interessant wir stellen wieder ein hindernis einen spalt in der größe der wellenlänge in den weg die ebene welle düst jetzt auf den spalt zu wenn die
4:32 welle auf den spalt trifft gehen von jedem punkt der wellenfront gemäß dem ruhigen prinzip elementar wellen aus auch von den punkten die genau am rand
4:42 des spalte sitzen aber bei diesen beiden elementar wellen am rand fehlt jeweils eine nachbar welle sie kann sich also ungehindert auch in
4:51 den schatten raum ausbreiten wenn wir nach einem kurzen zeitintervall die neue wellenfront einzeichnen wollen dann sieht diese so aus
5:00 die neuen wellen freunden hinter dem spalt sind keine ebene wellen mehr sondern sie ähneln einer kreis welle die ausbreitungsrichtung der welle hat sich
5:09 also geändert erst wandert die welle geradlinig auf den spalt zu hinter dem spalt breit die sich nicht mehr gerade den ich aus man könnte fast sagen dass
5:18 die welle im schatten raum um die kurve gezählt wird vereinfacht gesagt breiten sich genau an den punkten der wellenfront die am rand
5:27 des seenlandes liegen kreis wellen in den schatten raum aus das kommt daher dass an diesen äußersten punkten die nachbarwehr empfehlen da man licht auch
5:42 als welle beschreiben kann gibt es beugung von licht natürlich auch normalerweise fällt uns im alltag beugung von licht nicht auf licht das
5:51 wirklich durch beugung an einem hindernis in den schatten raumfeld hat nur eine sehr geringe intensität deswegen können wir es meistens nicht
5:59 sehen nur unter extrem guten bedingungen kann man das phänomen beobachten mit monochromer tischen laser licht und dunkelheit geht's aber schicken wir
6:10 unsere laser hier durch den kleinen spalt den spalt können wir langsam immer kleiner machen und genau das machen wir jetzt wir verringern die spalt breite
6:21 immer mehr und schon weitet sich der laserstrahl nach rechts und links aus neben dem hellen punkt in der mitte wechseln sich helle und dunkle bereiche
6:30 ab jetzt gut aufgepasst was wir auf dem schirm sehen hat zwar etwas mit beugung zu tun denn ohne beugung würden wir so was gar nicht sehen aber ganz wichtig
6:42 die hellen und dunklen bereiche kommen durch interferenz also durch die überlagerung der einzelnen elementar wellen zustande und nicht durch beugung
6:52 alleine das ist ganz schön verwirrend denn die beiden phänomene beugung und interferenz treten häufig zusammen auf zum thema interferenz gibt es übrigens
7:02 auch ein video was sieht man wir könnten auch mit 2 1 wir könnten eine bigband aufmachen ja du vielleicht aber falls du noch
7:16 fragen und anmerkungen hast zum thema beugung dann hau die uns die kommentare und hier kommt jetzt noch ein spickzettel um die ecke geschlichen
7:27 [Musik]