Irgendwie komme ich nicht dahinter, was es mit der Kohärenz auf sich hat. Mein Lehrer meint, mit zwei separaten Lichtquellen, die jeweils durch einen Spalt Licht aussenden, würde man kein Interferenzmuster erkennen, da das Licht nach dem Doppelspalt inkohärent wäre. Die Definition der Kohärenz lautet ja wie folgt: Mehrere Lichtquellen sind kohärent, wenn die Wellenlängen des emittierten Lichts eine konstante (also zeitunabhängige) Phasenbeziehung untereinander haben. Sprich, wenn die Wellenlänge gleich ist, wobei der Phasenversatz keine Rolle spielt. So weit so gut ... Jetzt die Fragen: 1) Im Unterricht wurde eine Xenonlicht-Lampe verwendet. Sie hat ein breites Spektrum, wie hier zu sehen: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/8/89/Spektrum_D2.jpg Nach dem Doppelspalt wurde das Spektrum nicht verringert, warum ist das Licht beider Spalte kohärent, wo doch in dem weißen Xenonlicht die Wellenlänge stark variiert? 2) Warum gibt es (laut meinem Lehrer) kein Interferenzmuster, wenn man zwei Xenon-Lampen nimmt und deren Licht getrennt durch jeweils einen der Spalte durchlässt?
Also erstmal zur Kohärenz: 0. Kohärenz heisst, während einer gewissen Zeit bleibt der Phasenunterschied zwischen zwei Wellen konstant. Es gibt also nicht sowas, dass die Phase plötzlich einen Sprung macht. Wenn es nicht die selbe Wellenlänge ist, ändert sich der Phasenunterschied dauernd, sieht man ja daran, dass wenn man zB den Nulldurchgang nimmt, dass immer zu einer anderen Zeit ist als bei der anderen Wellenlänge. zu 1. Ich denke der Punkt dabei ist, dass es sehr starke Maxima bei einigen Wellenlängen gibt. Der kontinuierliche breite Anteil ist dann halt einfach weiss und relativ dunkel zu sehen, aber die Maxima bilden ein Interferenzmuster. zu 2. Prinzipiell ist es egal ob man zwei Lampen hat oder eine in der eine sehr lange/breite Fläche leuchtet. Der Punkt ist mehr, dass wenn das Licht von zwei(oder mehr) entfernten Quellen ausgeht, ist der Weg von den Quellen zu den Spalten unterschiedlich. Dadurch gibt es mehrere überlagerte Interferenzbilder -> man sieht nix. Darum wird im allgemeinen auch eine Punkt-Blende vor die Lichtquelle gestellt, so dass alles Licht sozusagen von diesem kleinen Punkt ausgeht. Es gibt also zwei unterschiedliche Typen von Kohärenz: räumliche (in 2.) und zeitliche (in 0.)
Eine räumliche Erklärung: Das Licht einer punktförmigen monochromen Lichtquelle geht durch einen Doppelspalt und erzeugt hinter diesem ein Interferenzmuster mit Minima und Maxima. Nimmt man eine zweite an einem anderen Ort liegende Lichtquelle, dann erzeugt diese ebenfalls Minima und Maxima hinter dem Doppelspalt, aber an einem anderen Ort auf dem Beobachtungsschirm. Wenn der Abstand zwischen beiden Quellen klein genug ist, fallen Minima von Quelle 1 auf Minima von Quelle 2 und Maxima ebenso. Bei zu großem Abstand bzw. wenn es viele unabhängige örtlich auseinander liegende "Lichtsender" gibt, überlappen Minima und Maxima verschiedener Quellen und das Interferenzmuster verschwindet, daher erzeugen ausgedehnte Lichtquellen keine Interferenzmuster. Abhilfe: Engen Spalt/ Blende an der Quelle nehmen oder mit möglichst punktförmigen Lichtquellen in genügend großem Abstand zum Doppelspalt arbeiten. Hieraus läßt sich eine Kohärenzbedingung herleiten, in der die Wellenlänge und der Öffnungswinkel der Blende vorkommen, damit wird auch Licht aus natürlichen Quellen "kohärenzfähig".
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