Übungen zur Physik für Chemiker II SoSe 21
Prof. Dr. M. Agio, L. Strauch Übungsblatt 13 Ausgabe: Di, 06.07.2021
Aufgabe 1.
Monochromatisches Licht der Wellenlänge 𝜆 trifft senkrecht auf einen Doppelspalt mit dem Spaltabstand 𝑑 und der jeweiligen Spaltbreite 𝑏. In der Entfernung 𝑎 (𝑎 ≫ 𝑑) vom Doppelspalt ist ein Schirm aufgestellt.
(a) Bestimmen Sie die Intensitätsverteilung als Funktion des Winkels auf dem Schirm.
(b) Welche Bedingung muss gelten, damit konstruktive und destruktive Interferenz auftritt
?
(c) Der Doppelspalt wird nun mit Laserlicht der Wellenlänge 𝜆1 = 620 nm beleuchtet.
Die beiden Maxima 2. Ordnung haben auf dem Schirm einen Abstand von 5,2 cm.
Beleuchtet man dagegen den Doppelspalt bei gleicher Anordnung mit einem anderen Laser (Wellenlänge𝜆2), so haben in diesem Fall die beiden Maxima 2. Ordnung auf dem Schirm den Abstand 4,7 cm. Bestimmen Sie𝜆2, und erläutern Sie kurz Ihr Vorgehen.
Abbildung 1: Quelle: https://www.leifiphysik.de/sites/default/files/medien/Doppelspalt_Bild_2.BMP
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Aufgabe 2.
Das Fabry-Pérot-Interferometer ist ein optischer Resonator, der aus zwei teildurchlässigen Spiegeln gebildet wird (siehe Abbildung). Aufgrund der Reflektivität der Spiegel, können sehr viele Strahlen im inneren der Spiegelanordnung miteinander interferieren.
Diese hohe Vielstrahlinterferenz ist der Grund dafür, dass nur bestimmte Lichtstrahlen, nämlich genau diese, die die Resonanzbedingung erfüllen, durch den Aufbau transmittiert werden.
Das Fabry-Pérot-Interferometer kann somit auch als optischer Filter eingesetzt werden.
Leiten Sie die Intensität einer transmittierten Welle mit Wellenlänge 𝜆in Abhängigkeit vom Spiegelabstand her.
Abbildung 2: Quelle: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17223007
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