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Kapitel 12 Optik1 12. Optik 12.1 Einführung: Lehre vom Licht. Sie gehört zu den ältesten Gebieten der Physik. Frage nach der Natur des Lichts. ( sehr.

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2 Kapitel 12 Optik1 12. Optik 12.1 Einführung: Lehre vom Licht. Sie gehört zu den ältesten Gebieten der Physik. Frage nach der Natur des Lichts. ( sehr viele Theorien )

3 Kapitel 12 Optik2 Newton Huygens TeilchenWelle ?

4 Kapitel 12 Optik3 Abnahme Beleuchtungsstärke

5 Kapitel 12 Optik4 Spiegel Medium 1 Medium 2

6 Kapitel 12 Optik5 A B E C F 11 11 22 22 Brechungsgesetz von Snellius

7 Kapitel 12 Optik6 James Clerk MAXWELL Heinrich HERTZ Feldgleichungen

8 Kapitel 12 Optik7 << d  d Geometrische OptikWellenoptik Photoeffekt, Comptoneffekt Photonen „Teilchen“

9 Kapitel 12 Optik8 (Äußerer fotoelektrischer Effekt (=Bestrahlen von Metallen mit Licht löste aus dem Metall Elektronen heraus)). [ Compton konnte zeigen, dass Licht hoher Energie so in Materie gestreut wird, als ob es aus Korpuskeln bestände, die beim Stoß mit den Elektronen der Materie Energie und Impuls gemäß den Erhaltungssätzen austauschen.] Trotzdem ließen sich viele Phänomene nur mit der Wellennatur beschreiben. DUALISMUS Welle - Teilchen → Quantentheorie.

10 Kapitel 12 Optik Geometrische Optik Reflexion und Brechung: Reflexionsgesetz am ebenen Spiegel: Die Linse +50 wird etwa 13cm vor der Experimen- tierleuchte aufgestellt. Der Blendenhalter mit Schlitzblende wird der Linse "aufgesetzt". Die optische Scheibe wird ca. 32cm vor der Leuchte aufgestellt. Zentrieren! Wenn der einfallende Strahl in Richtung des Lots auf den Spiegel trifft, soll der reflektierte Strahl mit dem einfallenden zusammenfallen. Miss:  in Grad 10°20°30°50°  ' in Grad

11 Kapitel 12 Optik10 Es ist zu erkennen: α = α‘ Reflexionsgesetz (Vgl.Wellenlehre)

12 Kapitel 12 Optik11 Brechungsgesetz Aufbau wie vorhin. Der Spiegel wir durch einen Plexiglas-Halbzylinder ersetzt. Die gerade Seite schaut zur Lampe. Bringe sie mit der Durchmesser- linie der opt. Scheibe zur Deckung. (Zentrieren!!) Miss den Brechungswinkel ß und ergänze die Tabelle:  in Grad 010°20°30°40°50°60° ß in Grad -

13 Kapitel 12 Optik12 Bei diesem Brechungsversuch gelangt der Lichtstrahl vom optisch dünneren ins optisch dichtere Medium. Aus der Tabelle erkennt man: Der Brechungswinkel ß ist stets als der Einfallswinkel. Es findet Brechung Lot statt. Der Quotient ist für alle Winkel Der Mittelwert für beträgt bei diesem Versuch Brechungsgesetz Dieser Quotient ist eine für die beiden Medien (Luft, Glas) charakteristische Größe und wird als Brechungsindex bezeichnet.

14 Kapitel 12 Optik13 Totalreflexion Beim diesem Brechungsversuch trifft der Lichtstrahl radial auf den Halbzylinder und wird daher beim Eintritt in das Glas nicht gebrochen. Uns interessiert der Übergang vom optisch dichteren (Glas) ins optisch dünnere Medium (Luft). Beachte: Ein Teil des Lichts wird immer reflektiert. Miss daher auch die Reflexionswinkel. Hier tritt bei einem bestimmten Einfallswinkel der Fall ein, dass der gebrochene Strahl den Brechungswinkel 90° hat. Trage diesen Wert in der Tabelle in die leere Spalte ein  in Grad 010°20°30°40°50°60° ß in Grad  ' in Grad

15 Kapitel 12 Optik14  G.... Grenzwinkel der Totalreflexion Ist der Einfallswinkel >  G, so wird der gesamte Lichtstrahl reflektiert. Er beträgt bei unserem Versuch etwa Daraus lässt sich die Brechzahl bestimmen: Totalreflexion Überprüfe rechnerisch: sin  G =

16 Kapitel 12 Optik15 Schülerversuch Lichtbrechung Linse +50 Linse Lampe

17 Kapitel 12 Optik16 Schülerversuch Lichtbrechung

18 Kapitel 12 Optik17 Schülerversuch Lichtbrechung Lot Übergang dünneres in dichteres Medium

19 Kapitel 12 Optik18 Schülerversuch Lichtbrechung Übergang dichteres in dünneres Medium Licht von hier

20 Kapitel 12 Optik19 Anwendungen und Beispiele für Totalreflexion Umkehrprisma Ablenkprisma Fata Morgana = Luftspiegelung (Abb Buch Basiswissen 6RG) Lichtfaserleitung: (Abb Buch Basiswissen 6RG) und Versuch.

21 Kapitel 12 Optik20 Infolge Totalreflexion tritt das Licht erst am Ende der Leitung aus. Meist sind die Fasern mit einer Lackschicht umgeben. Der Durchmesser dieser Fasern beträgt ø µm, in der Nachrichtentechnik bis ø 1µm. Vorteile der Übertragung mit Lichtfaserleitungen: Geringe Abmessungen, geringes Gewicht, Freiheit von Nebengeräuschen und Störfreiheit (z.B. von magnet. Feldern). Aufgaben zu Reflexion und Brechung: Basiswissen 6RG S. 97 A1 u. A3

22 Kapitel 12 Optik Optische Linsen Einteilung: Sammellinsen oder Konvexlinsen (in der Mitte dicker als am Rand) Zerstreuungslinsen oder Konkavlinsen (in der Mitte dünner als am Rand)

23 Kapitel 12 Optik22 Wovon die Brennweite einer Linse abhängt Linsen Man erkennt: Beide Seiten der Linse tragen zur Bündelwandlung bei. Die Seiten können konvex, plan oder konkav sein. Je stärker die Krümmung, desto stärker ihre Wirkung. Konvexe und konkave Krümmung beeinflussen die Wirkung der Linse in entgegengesetzter Weise. Ein Parallelbündel fällt auf verschiedene Linsen: Abb. 1-5: Es wird in einem Punkt gesammelt (Sammellinsen; Sie sind in der Mitte dicker als außen). Abb. 6 u. 7: Es wird zerstreut (Zerstreuungslinsen ; Sie sind in der Mitte dünner als außen). Die zerstreuten Strahlen scheinen von einem gemeinsamen Punkt vor den Linsen (Brennpunkt) zu stammen. Die Brennweite wird hier negativ gewertet.

24 Kapitel 12 Optik23 Bildkonstruktion für eine Sammellinse: Parallelstrahl wird zu Brennstrahl gebrochen. Mittelpunktstrahl geht ungebrochen durch b...Bildweite g... Gegenstandsweite f... Brennweite B... Bildgröße G... Gegenstandsgröße

25 Kapitel 12 Optik24 Herleitung der Linsengleichung: Andererseits ergibt sich aus den ähnlichen Dreiecken: oder : bf = bg - fg Wir dividieren durch bgf Linsengleichung für Sammellinsen

26 Kapitel 12 Optik25 Bestimme im Schülerversuch die Brennweite einer Sammellinse: g [cm] b [cm] G [cm] B [cm] Ein leuchtender Gegenstand ("L") wird in einem Blenden- halter auf die Experimentier- leuchte aufgesteckt. Befindet sich die Experimentierleuchte auf 0, so ist das Dia auf 3,5 cm. Stelle nebenstehende Gegenstandsweiten ein und miss die dazugehörigen Bildweiten (wo sich ein scharfes Bild ergibt)! (S verschieben!)

27 Kapitel 12 Optik26 Welche Bilder ergeben sich ? g > 2fg < f g = 2fg = f f < g < 2f verkehrt, verkleinert, reell verkehrt, gleich groß, reell verkehrt, vergrößert, reell aufrecht, vergrößert, virtuell kein Bild Brechkraft: ist der Kehrwert der Brennweite in Metern. Sie wird in Dioptrien angegeben. Ein negatives Vorzeichen bedeutet dabei Zerstreuungslinse.

28 Kapitel 12 Optik27

29 Kapitel 12 Optik28 Diaprojektor: Gute Ausleuchtung: f Obj  2*f Kond Overheadprojektor Für den Kondensor verendet man eine Fresnellinse.

30 Kapitel 12 Optik Spektren Versuchsaufbau:

31 Kapitel 12 Optik30 Führe folgende Aufgaben durch: 1.Bilde die Glühwendel der Lichtquelle mit dem Kondensor auf den Ort ab, wo du später das Prisma hingeben wirst! (ca. 40 cm von der Lampe entfernt) 2.Bilde den Spalt scharf auf den Schirm ab! (Zunächst ohne Prisma) Protokolliere die Abstände! 3.Gib das Prisma zwischen Abbildungslinse und Schirm! Beachte, dass du dabei den Schirm verschieben musst! Wiedervereinigung 4.Schreibe die Beobachtung auf! Wie ist die Anordnung der Farben? Art des Spektrums? Was kannst du über den Brechungsindex des Prismas sagen? Emissionsspektrum

32 Kapitel 12 Optik31 5.Bringe hinter dem Prisma eine Sammellinse (+50mm) in den Strahlengang und verschiebe sie solange, bis auf dem Schirm weiß erscheint! Was schließt du daraus? Was ist “weiß” für eine Farbe? Wiedervereinigung 6.Blende mit Hilfe eines Trinkhalms, den du hinter der "Vereinigungslinse" anbringst, einzelne Farben aus. Welche Beziehung haben die ausgeblendete Farbe und die Farbe am Schirm? Schreibe zwei Farbenpaare auf: Komplementärfarben

33 Kapitel 12 Optik32 7.Entferne die Vereinigungslinse! Stecke auf den Kondensor hintereinander Farbgläser und vergleiche mit dem ursprünglichen Spektrum! (eventuell Farbglas nur halb hineinschieben) Welche Farben werden jeweils absorbiert ? Rotes Glas: Blaues Glas: Grünes Glas: Pink-Folie: Das so erzeugte Spektrum heißt Absorptionsspektrum. Absorptionsspektrum

34 Kapitel 12 Optik33

35 Kapitel 12 Optik34 nach ihrer Entstehung: Emissionsspektren und Absorptionsspektren Körper, die Licht aussenden liefern ein Emissionsspektrum. Beispiel: Licht einer Glühlampe. Zusatzversuche: Ähnlicher Versuchsaufbau wie vorhin (Lehrerversuch). Als Lichtquelle wird eine Hg-Dampflampe oder eine Heliumlampe verwendet. Ergebnis: Am Schirm sehen wir farbige Linien. (Linienspektrum) Beobachte das Licht einer Leuchtstoffröhre durch ein Spektrometer → Linien des Hg sind zu erkennen. Geht das Licht durch einen Körper (Gas, Flüssigkeit, Farbglas), sieht man im Spektrum dunkle Linien → Absorptionsspektrum Beispiele: Weißes Licht durch KMnO 4 -Lösung : Nur rote und violette Linien sichtbar. Fraunhofersche Linien beim Beobachten des Sonnenspektrums Einteilung der Spektren

36 Kapitel 12 Optik35 nach ihrem Aufbau: Kontinuierliche Spektren - Linienspektren (Diskontinuierlich) Ein Linienspektrum enthält die für das entsprechende Element charakteristischen Linien. Gase: liefern ein Linienspektrum Festkörper und Flüssigkeiten, sowie Gase unter sehr hohem Druck liefern ein kontinuierliches Spektrum.

37 Kapitel 12 Optik36

38 Kapitel 12 Optik37 Kontinuierliches Spektrum

39 Kapitel 12 Optik38 Linienspektrum

40 Kapitel 12 Optik39 Absorptionsspektrum

41 Kapitel 12 Optik40 Sonnenspektrum

42 Kapitel 12 Optik41 Genaues Sonnenspektrum

43 Kapitel 12 Optik42 OBAFGKMOBAFGKM Sternspektren Ende

44 Kapitel 12 Optik Entstehung von Licht Nimmt ein Körper in einem System alle Energiewerte an, nennt man die Energiezustände kontinuierlich. Oft aber sind nur bestimmte diskrete Energiezustände möglich. A1: Gib Beispiele von Systemen aus dem Alltag an, die kontinuierliche Energiezustände annehmen können! A2: Gib Beispiele nicht kontinuierlicher (diskreter) Vorgänge des Alltags an! Lösung: A1: z. B. kinetische Energie (Fußball,...), Spannungsenergie einer Feder, potentielle Energie A2: Tropfen eines Wasserhahns, Bezahlen in 1€ - Sprüngen

45 Kapitel 12 Optik44 Elektron im Atom Vgl. Abb Physik compact 7 Grundzustand: ( Zustand geringst- möglicher Energie) Um welches Atom könnte es sich handeln?

46 Kapitel 12 Optik45 Anregung eines Elektrons Zufuhr von Energie: Stoß, Wärme, Licht, … Absorption

47 Kapitel 12 Optik46 Emission Energie wird abgegeben in Form von elektromagnetischer Strahlung.  E = E 2 - E 1 Da es sich um diskrete Energieniveaus handelt, erfolgt die Abstrahlung in Form von Lichtquanten (Portionen). Je höher die Energiedifferenz, desto höher die Frequenz. Aus experimentellen Befunden: Die Energie wächst mit der Frequenz.  E = h·f Energie eines Lichtquants gilt für alle Atome.

48 Kapitel 12 Optik47  E = E 2 –E 1 = h·f h=6,63·10 –34 Js Plancksches Wirkungsquantum h=6,63·10 –34 Js Plancksches Wirkungsquantum

49 Kapitel 12 Optik48 h = 6, Js (Planksches Wirkungsquantum) (Naturkonstante)  E = h·f Energie eines Lichtquants Die Energie wird in der Atomphysik meist in ElektronenVolt angegeben. 1 eV = 1, J e... Elementarladung (e = 1, C) Die Dauer eines solchen Energieübergangs ist sehr kurz. (   s) Diese Zeitdauer legt auch die Länge eines Wellenzuges fest. (Achtung dies ist nicht die Wellenlänge!!!!) Abschätzung der Länge eines Wellenzuges:   s s = v·t s = 3·10 8 ·10 -8 = 3 m.

50 Kapitel 12 Optik49 Die Wellenlängen des sichtbaren Lichts: UV (Ultraviolett)BlauRotIR (Infrarot) 400 nm800 nm Beispiel: Frequenzspektrum des Wasserstoffs. Berechne die Wellenlängen einiger Linien des Wasserstoffs!

51 Kapitel 12 Optik50 n=1 K n=2 L n=3 M n=  E für H: –13,6eV –3,4eV –1,5eV Lyman Balmer Paschen Brackett Termschema Beispiel: Frequenzspektrum des Wasserstoffs.

52 Kapitel 12 Optik51 Grundzustand:- 13,6 eV 1. angeregter Zustand:- 3,39 eV Energiedifferenz  E = 10,21 eV  E = h·f = h·c/ Lyman - Serie:e, die von einem angeregten Zustand in den Grundzustand übergehen (UV) Balmer - Serie:e, die von einem angeregten Zustand in den 1. angeregten Zustand übergehen ( sichtbares Licht) Paschen - Serie: e, die von einem angeregten Zustand in den 2. angeregten Zustand übergehen (Infrarot) Ende

53 Kapitel 12 Optik52 “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ (Lichtverstärkung durch angeregte Aussendung von Strahlung) 12.5 Der Laser:

54 Kapitel 12 Optik53 Inkohärentes, weißes Licht Inkohärentes, monochromatisches Licht Kohärentes Licht

55 Kapitel 12 Optik Der Laser: (Light Amplified Stimulated Emission of Radiation) Bisher: Die Lichtaussendung ist ein spontaner Vorgang, der bei den vielen Atomen zeitlich unterschiedlich und unbeeinflusst vor sich geht. Wird die Lichtaussendung eines energiereichen Atoms durch Licht selbst angeregt, spricht man von stimulierter Emission oder auch induzierter Emission. Diese ist Grundlage für den Laser. Man benötigt dazu LASER-wirksame Materialien. Diese besitzen Energieniveaus, die unterschiedlich lange mit Elektronen besetzt sind.

56 Kapitel 12 Optik55 E Absorption Spontane Emission Induzierte Emission Absorption - Emission Ein angeregtes Atom gibt Strahlung ab. Auftreffende Energiequanten veranlassen angeregte Atome zur Emission von gleichartigen Quanten. Ein Atom wird durch ein auftreffendes Energie- quant in einen angeregten Zustand versetzt.

57 Kapitel 12 Optik56 Vorgang: Man pumpt zunächst auf das höhere Energieniveau E 2. Dort beträgt die Verweildauer s. Darauf wechseln sie in das metastabile Zwischenniveau E 1, wo sie eine Verweildauer von s haben. Inversion. Das metastabile Zwischenniveau ist höher besetzt als der Grundzustand. Werden die Elektronen des Zwischenniveaus durch einen Wellenzug, dessen Energie der Energiedifferenz des Übergangs E 1 - E 0 entspricht, angeregt, so erfolgt induzierte Emission. Es kommt zur Verstärkung des Lichtwellenzugs, weil alle e von E 1 unter gleichzeitiger Aussendung von Licht in den Zustand E 0 übergehen.

58 Kapitel 12 Optik57 Kristalllaser Das Blitzlicht pumpt Atome mit Energie auf. Beginn der Kaskade: Ein Photon induziert weitere Emissionen. Die Lichtlawine wird reflektiert und verstärkt sich dabei. Der Laserstrahl ist erzeugt. verspiegelte Endfläche teilweise verspiegelte Endfläche

59 Kapitel 12 Optik58 gleicher Phase (kohärentes Licht) gleicher Frequenz (monochromatisch), sehr stark gebündelt, weil parallel durch die Reflexion. polarisiert wegen des Laserfensters Dadurch erhalten wir eine gleichartig aufgebaute Lichtwelle mit Arten von Lasern: Lies B. (BW 7 S. 31 ff.)

60 Kapitel 12 Optik59 Arten von Lasern: Festkörperlaser: von Maiman 1960 erfunden. Z. B. Rubinlaser (=Aluminiumoxid mit Chromionen (sie haben die Lasereigenschaften)) Zum Pumpen wird eine Blitzlampe verwendet. Impulsbetrieb.

61 Kapitel 12 Optik60 Gaslaser: z. B. He-Ne - Laser ( = 633 nm) (Ne ist hier das Lasermaterial, Helium sorgt für das Pumpen). Er ist ein kontinuierlich arbeitender Laser.

62 Kapitel 12 Optik61 Halbleiterlaser: für CDs wichtig!

63 Kapitel 12 Optik62 Forschung und Wissenschaft Medizin Augen-, Zahnheilkunde, Operationen,... Medizin Show- vorführungen Vermessungs- technik Industrie Schneiden, Bohren, Schweißen, Gravieren Industrie CD-, DVD-Player LaserdruckerLaserdrucker LiniencodeleserLiniencodeleser Militär Lenksysteme, Aufklärung, Zerstörung Militär HolografieHolografie Ende LASER Laser-Anwendungen

64 Kapitel 12 Optik Holographie Fotografie Bei der herkömmlichen Fotografie wird ein Gegenstand mit Hilfe eines Objektivs in eine Ebene - die Filmebene - abgebildet. In dieser Ebene geht die Tiefengestaltung des Gegenstandes verloren. Objektpunkte außerhalb der idealen Abbildungsebene werden, entsprechend dem Schärfentiefenbereich, mehr oder weniger unscharf abgebildet.

65 Kapitel 12 Optik64 Aufnahme eines Hologramms: Die Holografie ist keine Fotografie des Objekts. Bei der Beleuchtung mit kohärentem (!!) Licht werden die vom Gegenstand ausgehenden Licht- wellen mit einem kohärenten Referenz- lichtbündel aus der gleichen Lichtquelle (Strahlungsteilung) überlagert. Das entstehende Interferenzmuster wird in einer Filmschicht mit hoher Auflösung (bis zu 7000 Linien/mm; schärfste SW-Filme haben ca. 400 Linien/mm) gespeichert. Es enthält Informationen über Phase und Ampli­ tude des eingestrahlten Lichts.

66 Kapitel 12 Optik65 Wiedergabe eines Hologramms: Zur Wiedergabe beleuchtet man das Hologramm mit einem monochro- matischen Lichtbündel, dessen Richtung dem Referenzstrahl während der Aufnahme entsprechen soll. Das Licht wird an den mikroskopisch feinen Interferenzstrukturen des Hologramms - ähnlich wie an einem Gitter - gebeugt. Dem betrachtenden Auge erscheint hinter dem Hologramm ein Wellenfeld, das aus den Bestimmungsstücken Amplitude, Bezugsphase und Ausbreitungsrichtung der Wellenzüge des Objekts nicht unterscheidbar vom Original (dreidimensional) rekonstruiert.

67 Kapitel 12 Optik66 Das oben Beschriebene gibt das Prinzip der Holografie wieder. Die Holografie wurde von Denis Gabor in den Jahren 1947/48 entwickelt. Er hatte leider keine leistungsfähigen kohärenten Lichtquellen zur Verfügung. Erst durch die Erfindung des Lasers durch Maiman im Jahre 1960 stand eine solche zur Verfügung. Gabor bekam im Jahr 1971 für seine Arbeiten auf diesem Gebiet den Nobelpreis. Erst in den 80-er Jahren nahm die Holografie einen großen Aufschwung, seit auch Massenproduktionen in Form von Prägehologrammen möglich sind.

68 Kapitel 12 Optik Welleneigenschaften des Lichts Interferenz des Lichts Zur Interferenz ist es nötig, dass die sich überlagernden Wellenzüge ein Phasenbeziehung zueinander haben (Ebenso muss die Frequenz stimmen). Kohärenzbedingung: Licht wird von Atomen und Molekülen in spontaner Emission ausgestrahlt. Dabei werden lauter einzelne Wellenzüge ausgestrahlt, die zusammen die Lichtwelle ergeben. (Dauer eines Elementaraktes ca s.) Die einzelnen Wellenzüge haben meist keine Beziehung zueinander (Phase, Frequenz, Schwingungsrichtung) und können daher auch nicht interferieren.

69 Kapitel 12 Optik68 Inkohärentes, weißes Licht Inkohärentes, monochromatisches Licht Kohärentes Licht Vgl. Buch BW 7 Abb. 31.1

70 Kapitel 12 Optik69 Die Länge eines solchen Wellenzuges bezeichnet man als Kohärenzlänge. Diese beträgt bei weißem Licht einer Glühlampe ca m bei einer Hg-Dampflampe ca. 1m und bei einem Laser einige km. Lichtwellen, die miteinander interferieren können bezeichnet man als kohärent. (- die anderen inkohärent)

71 Kapitel 12 Optik Interferenz an dünnen Schichten: 1. Beleuchtung mit monochro- matischem Licht: Versuch: 2. Beleuchtung mit weißem Licht. Ergebnis: Bei monochromatischem Licht sehen wir helle und dunkle Streifen. Bei weißem Licht sehen wir Streifen in Regenbogenfarben Kurz vor dem Abreißen sehen wir einen schwarzen Fleck.

72 Kapitel 12 Optik71 1. Reflektiertes Licht: Wir betrachten die Strahlen 1' und 2 Gangunterschied: D = /2 +2d ( d.. Dicke der Wasserschicht) /2 von der Reflexion am festen Ende Verstärkung: 2d = */2  d =(2k+1). */4 k = 0, 1, 2,... *= /n (im dichteren Medium, nachher wieder, f bleibt gleich) Auslöschung: 2d = * → d = k. */2 k = 0, 1, 2,...

73 Kapitel 12 Optik72 2. Durchgehendes Licht Wir betrachten die Strahlen 1'' und 2'' D = 2d Es gibt keinen Phasensprung Verstärkung: 2d = * → d = k∙ */2 k= 0, 1, 2,... Auslöschung: 2d = */2 → d =(2k+1)∙ */4 k= 0, 1, 2,...

74 Kapitel 12 Optik Optische Vergütung: ( Aufbringung eines Antireflexbelages) n L... Brechungsindex in Luft n V... Brechungsindex in Vergütungsschicht n G... Brechungsindex in Glas n V < n G Strahl 1 erfährt einen Phasensprung daher Gangunterschied /2 Strahl 2 erfährt einen Phasensprung daher Gangunterschied /2 Diese beiden Gangunterschiede heben sich auf. Um daher im reflektierten Licht Auslöschung zu erhalten, muss die Schichtdicke sein. Die Strahlen a und b (durchgehendes Licht) verstärken sich.

75 Kapitel 12 Optik74 empirisch: so wird an beiden Schichten etwa gleich viel reflektiert. Die Löschung des reflektierten Lichts gelingt nur für eine bestimmte Wellenlänge. Wird beispielsweise L Grün (540 nm) angewählt, so wird blau und rot reflektiert. → Blaubelag bei Kameraobjektiven etc. Das Herstellen vergüteter Linsen erfolgt durch Aufdampfen im Vakuum (z. B. Fa. Balzers). Vergütungsmaterialien: Kryolith (Na 3 AlF 6 ) n = 1,33 Magnesiumfluorid (MgF 2 ) n = 1,38 Auch Mehrschichtbeläge sind möglich

76 Kapitel 12 Optik75 Interferenzfilter Teil des weißen Lichtes wird reflektiert, Komplementärfarbe geht durch ---> Farbteiler ) Interferenzfilter bestehen aus einem transparenten Material (z.B. Glas oder Quarz), auf das viele dünne Schichten mit abwechselnd hoher und niedriger Brechzahl aufgedampft sind. Eine in das Material eindringende Welle wird an den Brechzahl-Übergängen teilweise reflektiert. Haben die Schichten eine Dicke von ca. einer Viertelwellenlänge, erfahren die reflektierten Teile konstruktive Interferenz. Für alle anderen Wellenlängen entsprechen die Phasenunterschiede nicht genau einer Wellenlänge, so dass die Wellen destruktiv interferieren. Interferenzfilter können mit verschiedenen spektralen Bandbreiten und Transmissionsgraden hergestellt werden.

77 Kapitel 12 Optik Beugung Versuch: Vom hinteren Ende des Physiksaals aus beobachten wir durch einen Vorhangstoff eine am Pult stehende brennende Kerze. Ergebnis: Man sieht die Flamme mehrmals. Diese Erscheinungen nennt man Beugungserscheinungen.

78 Kapitel 12 Optik77

79 Kapitel 12 Optik78

80 Kapitel 12 Optik79


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