Professor Dr. Gerhard Birkl Atome - Photonen – Quanten Institut für Angewandte Physik Schlossgartenstraße 7
D-64289 Darmstadt Fachbereich 5 - Physik
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Übungen zur Vorlesung
OPTIK I
im Sommersemester 2006
Übungsblatt 8 (Besprechung am 20. 06. 2006)
1. Interferenzfilter
Sie benötigen ein Fabry-Perot-Transmissionsfilter (senkrechter Einfall) für die Wellenlänge λ = 500, das den Rest des sichtbaren Spektrums blockt.
a) Wie gehen Sie konzeptionell möglichst einfach vor, wenn Sie Glas und Silber (R = 0,9) zur Verfügung haben?
b) Bestimmen Sie eine geeignete Dicke des Filters und diskutieren Sie seine Eigenschaften.
c) Berechnen Sie den Freien Spektralbereich (FSR), die Finesse F und die Transmissionsbreite δν.
2. Seifenfilm
Ein vertikal stehender Seifenfilm wird horizontal im reflektierten Licht einer Natriumdampflampe (Wellenlänge λ = 589 nm) betrachtet. Am oberen Ende ist der Film so dünn, dass er im ganzen sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheint.
Darunter können bei 589 nm fünf helle Streifen in der Reflexion beobachtet werden.
Die Mitte des fünften Streifens bildet das untere Ende des Seifenfilms. Wie dick ist der Seifenfilm am unteren Ende?
Hinweis: Der Brechungsindex von Wasser beträgt n = 1,33
3. Sagnac-Interferometer
Ein Sagnac-Inferferometer werde mit einer 250 m langen Glasfaser realisiert, die auf einen Zylinder mit 10 cm Radius gewickelt ist.
a) Wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit, wenn sich das Interferenzstreifen- muster bei Laserlicht der Wellenlänge 830 nm gegenüber dem Ruhezustand um 1/10 des Streifenabstandes verschiebt?
b) Sie wollen mit diesem Sagnac-Interferometer die Erdrotation messen. Wie genau müssen Sie die Verschiebung des Streifenmusters bestimmen können?
