2.5 Optik 2.5.4 Wellenoptik
Kohärenz und Breite von Spektrallinien mit dem Michelson-Interferometer
Zwei Oberflächenplanspiegel und ein halbdurchlässiger Spiegel auf Metallplatte , Spiegelverschiebung mit 0,001 mm-Auflösung mittels Mikrometerschraube u. 1:10-Hebeluntersetzung, Feintriebe zur Neigungsjustierung des ortsfesten Spiegels, Halterung für zusätzlich erforderliche Küvette zur Untersuchung an Gasen, Grundplatte (120 x 120) mm, Spiegelflächen (30 x 30) mm, inkl. Schutzhaube und 2 Haltestielen 08557-00
Prinzip Kohärenz ist die Eigenschaft einer Welle, über einen größeren räumlichen und/oder zeitlichen Bereich hinweg eine definierte Phasenbeziehung aufzuweisen. Die zeitliche Kohärenz ist direkt verbunden mit der Frequenzbandbreite der Schwingung. An einem festen Punkt im Raum ändert sich die Phase von annähernd monochromatischem Laser-Licht über viele Schwingungsperioden hinweg wie eine gleichmäßige Schwingung. Nach einiger Zeit, der Kohärenzzeit, ändert sich die Phase gegenüber dieser gedachten Schwingung jedoch. Der Weg, den das Licht während der Kohärenzzeit zurücklegt, wird Kohärenzlänge genannt. In diesem Versuch zeigt sich bei einer Hg-Hochdrucklampe im stationären Betriebszustand, dass durch Doppler-Effekt und erhöhter Stoßzahl aufgrund hoher Druck und Temperaturwerte die Kohärenzlänge einer Spektrallinie verringert wird. Aufgaben 1. 2. 3.
Bestimmung der Wellenlänge von grünen Hg-Spektrallinien und ihrer Kohärenzlänge. Die in Aufgabe 1 bestimmten Werte werden genutzt um die Kohärenzzeit und den Wert der Halbwertsbreite zu berechnen. Überprüfung der Kohärenz Bedingungen für nicht-punktuelle Lichtquellen.
Lernziele Fraunhofer-und Fresnel-Beugung, Interferenz, Räumliche und zeitliche Kohärenz, Kohärenz Bedingungen, Kohärenz-Länge für nicht punktförmige Lichtquellen, Kohärenz-Zeit, Spektrallinien, Erweiterung der Linien durch Doppler-Effekt und Druck Erweiterung, Michelson-Interferometer, Vergrößerung Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur
Brechungsindex von Luft und CO2 mit dem Michelson-Interferometer
Prinzip Eine kleine Küvette im Strahlengang des Interferometers wird schrittweise evakuiert. Aus der Anzahl der als Funktion des Drucks aus dem Zentrum des Interferenzmusters quellenden Ringe kann der Brechungsindex von Luft bestimmt werden. Zur Bestimmung des Brechungsindex von CO2 wird die evakuierte Küvette langsam mit dem Gas geflutet. Lernziele Interferenz, Wellenlänge, Phase, Brechungsindex, Lichtgeschwindigkeit, Virtuelle Lichtquelle Zu diesem Versuch gibt es folgende Literatur TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2220700
Küvette für Faraday-Effekt
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 Englisch P2220600
Interferometer nach Michelson
Funktion und Verwendung Zur optischen Untersuchung von Flüssigkeiten in Magnetfeldern, z. B. zwischen den durchbohrten Polschuhen (06495-00) eines Elektromagneten. Auch zur Bestimmung des Brechungsindex von Gasen und von Luft mittels optischen Interferometern geeignet. Ausstattung und technische Daten Zylinderküvette aus Spezialglas mit Füll- und Entlüftungsstutzen, Höhe: 12 mm, Durchmesser: 21,5 mm, inklusive Aufbewahrungskästchen
Funktion und Verwendung Zur Messung von Lichtwellenlängen und Brechzahlen von Flüssigkeiten und Gasen.
Küvette für Faraday-Effekt 08625-00 Küvettenhalter mit Stiel 08706-00
Ausstattung und technische Daten
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · www.phywe.com 443