Kohärenzbedingung

Prinzip

Ob Lichtwellen, die sich überlagern, auch interferieren können, hängt davon ab, ob sie kohärent sind oder nicht. Die Bedingung, die erfüllt sein muss, damit Kohärenz besteht, kann in der Form d⋅sin(ε)≪λ oder d⋅D/a≪λ dargestellt werden.

Kohärenz ist also von der räumlichen Ausdehnung (im Experiment Breite d des Leuchtspalts) und vom genutzten Abstrahlungswinkel (des Doppelspalts) abhängig. Weil die Abmessungen des Beugungsobjekts (des Dreifach-Spalts) klein gegenüber der Entfernung a der Lichtquelle vom Beugungsobjekt sind, ist sin(ε)/2=tan(ε)/2=ε/2 =(D/2)/a, sodass die Kohärenzbedingung in der oben angeführten Form aufgeschrieben werden kann. Ihre Überprüfung erfordert die Messung von d, D und a. Das Ziel des ersten Experiments ist die Überprüfung der Kohärenzbedingung für rotes Licht.

Im zweiten Experiment sollen die Schüler bestätigt finden, dass langwelligeres Licht die Kohärenzbedingung bei gleicher Ausdehnung der Lichtquelle eher erfüllt als kurzwelligeres.

Vorteile

• Multifunktionale Schülerleuchte - All-in-one: Nutzbar für Grundlagen der geometrischen Optik auf dem Tisch, Farbmischung und auf der optischen Bank
• Erweiterung mit Aufbausets jederzeit möglich und keine zusätzlichen Leuchten erforderlich, dadurch Wiedererkennungswert für den Schüler

Aufgaben

1. Untersuche, welche Breite d der Leuchtspalt haben muss, damit bei Beugung roten Lichtes an einem Dreifach-Spalt Interferenz-Nebenmaxima gerade auftreten oder verschwinden.
2. Untersuche anschließend, ob grünes oder blaues Licht bei der ermittelten Spaltenbreite d auch zur Interferenz gelangt.