Das Michelson Interferometer - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann am 19. Dezember 2017 um 21:44 Uhr

2017-12-19T21:44:35Z

Patrick.Nordmann: /* Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex) */

2017-12-19T18:18:49Z

‎Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex)

Patrick.Nordmann: /* Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex) */

2017-12-19T18:12:59Z

‎Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex)

Patrick.Nordmann: /* Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex) */

2017-12-19T18:08:21Z

‎Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex)

Patrick.Nordmann: /* Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex) */

2017-12-15T12:49:25Z

‎Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex)

Patrick.Nordmann am 15. Dezember 2017 um 12:40 Uhr

2017-12-15T12:40:19Z

Patrick.Nordmann am 15. Dezember 2017 um 12:24 Uhr

2017-12-15T12:24:18Z

Patrick.Nordmann am 14. Dezember 2017 um 18:31 Uhr

2017-12-14T18:31:52Z

Patrick.Nordmann: Die Seite wurde neu angelegt: „('''Kursstufe''' > '''Die Welleneigenschaften des Lichts''')“

2016-03-29T06:37:17Z

Die Seite wurde neu angelegt: „('''Kursstufe''' > '''Die Welleneigenschaften des Lichts''')“

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	\frac{c_L}{c}=\frac{\lambda_L}{\lambda}=\frac{k}{k_L}		\frac{c_L}{c}=\frac{\lambda_L}{\lambda}=\frac{k}{k_L}
	</math>		</math>
		+
		+	==Links==
		+	*Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Interferometer Michelson-Interferometer]
		+	*[http://www.myquilt.de/al/michint/michelson.htm Michelson-Interferometer] (Peter Heiß, Korschenbroich)
		+	*[http://grundpraktikum.physik.uni-saarland.de/scripts/Michelson_5.pdf Physikalisches Grundpraktikum für Physiker/innen Teil III Michelson-Interferometer] (Uni Saarland)

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 \ \right\} \Rightarrow \ \frac{c_L}{c}=\frac{\lambda_L}{\lambda}
 </math>
-Auf der Strecke <math>l</math> gibt es <math>i_L</math> "Luftwellenlängen" und <math>i</math> "Vakuumwellenlängen":
+Auf der Strecke <math>l</math> gibt es <math>k_L</math> "Luftwellenlängen" und <math>k</math> "Vakuumwellenlängen":
 :<math>
 \left.
 \begin{align}
-l &=i_L\, \lambda_L \\
+l &=k_L\, \lambda_L \\
-l &=i \, \lambda
+l &=k \;\lambda
 \end{align}
 \ \right\} \Rightarrow \
-i\,\lambda=i_L\, \lambda_L \ \Rightarrow \
+k_L\,\lambda_L=k\, \lambda \ \Rightarrow \
-\frac{\lambda_L}{\lambda}=\frac{i}{i_L}
+\frac{\lambda_L}{\lambda}=\frac{k}{k_L}
 </math>
 Deshalb gilt für das Verhältnis der Geschwindigkeiten:
 :<math>
-\frac{c_L}{c}=\frac{\lambda_L}{\lambda}=\frac{i}{i_L}
+\frac{c_L}{c}=\frac{\lambda_L}{\lambda}=\frac{k}{k_L}
 </math>

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	;Auswertung		;Auswertung
		+	Die Unschärfe der Maxima wird durch Vibrationen der Spiegel und der Grundplatte erzeugt. Schon bei leichten Erschütterungen verschwindet das Interferenzmuster.
		+
	Aus der Interpretation der Brechungsversuche weiß man, dass die Lichtgeschwindigkeit in Medien geringer ist als im Vakuum. Weil die Frequenz der Lichtwelle gleich bleibt, ist die Wellenlänge in der Luft etwas kleiner als im Vakuum. Strömt die Luft in die evakuierte Kammer zurück, so ändert sich die Phasendifferenz der beiden Teilstrahlen, in dieser Messung um insgesamt <math>40\cdot 2\pi</math>. Weil das Licht die Kammer zweimal durchquert, passen also mit Luft 40 Wellenlängen mehr in eine Strecke von 100mm Länge.		Aus der Interpretation der Brechungsversuche weiß man, dass die Lichtgeschwindigkeit in Medien geringer ist als im Vakuum. Weil die Frequenz der Lichtwelle gleich bleibt, ist die Wellenlänge in der Luft etwas kleiner als im Vakuum. Strömt die Luft in die evakuierte Kammer zurück, so ändert sich die Phasendifferenz der beiden Teilstrahlen, in dieser Messung um insgesamt <math>40\cdot 2\pi</math>. Weil das Licht die Kammer zweimal durchquert, passen also mit Luft 40 Wellenlängen mehr in eine Strecke von 100mm Länge.

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 In einen der beiden Strahlengänge wird eine 50mm lange Kammer eingebracht, die auf zwei Seiten durch je ein Glasfenster verschlossen ist. Mit einer Vakuumpumpe wird die Kammer weitgehend evakuiert. Danach wird die Pumpe abgeschaltet, wodurch die Luft langsam wieder zurück in die Kammer strömt.
 <gallery widths=180px heights=130px  perrow=4 >
   Bild:Michelson-Interferometer von oben.jpg|Aufbau mit divergentem Licht
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 Nachdem die Pumpe abgeschaltet wurde, verschieben sich die Maxima, die Ringe "laufen in die Mitte".
 [[Datei:Michelson Interferometer Beobachtung.jpg|thumb|none|Das ringförmige Interferenzmuster.|[[Media:Michelson_Interferometer_Brechungsindex_Luft_Messung.ogg|Video des Versuchsergebnisses]]<br/>(Abschalten der Pumpe bei 2:30)]]
 ;Auswertung
-Man zählt ..... Maxima während des Wiedereinströmens der Luft.
+Aus der Interpretation der Brechungsversuche weiß man, dass die Lichtgeschwindigkeit in Medien geringer ist als im Vakuum. Weil die Frequenz der Lichtwelle gleich bleibt, ist die Wellenlänge in der Luft etwas kleiner als im Vakuum. Strömt die Luft in die evakuierte Kammer zurück, so ändert sich die Phasendifferenz der beiden Teilstrahlen, in dieser Messung um insgesamt <math>40\cdot 2\pi</math>. Weil das Licht die Kammer zweimal durchquert, passen also mit Luft 40 Wellenlängen mehr in eine Strecke von 100mm Länge.
-Nun kann man die Anzahl der Wellenlängen innerhalb der Kammer im Vakuum und in der Luft berechnen. Daraus ergibt sich das Verhältnis der Geschwindigkeiten, bzw. der Brechungsindex.
+Deshalb gilt für das Verhältnis der Geschwindigkeiten:

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	Man zählt ..... Maxima während des Wiedereinströmens der Luft.		Man zählt ..... Maxima während des Wiedereinströmens der Luft.

−	Nun kann man die Anzahl der Wellenlängen innerhalb der Kammer im Vakuum und in der Luft berechnen. Daraus ergibt sich das Verhältnis der Geschwindigkeiten, bzw. ~~die Brechzahl~~.	+	Nun kann man die Anzahl der Wellenlängen innerhalb der Kammer im Vakuum und in der Luft berechnen. Daraus ergibt sich das Verhältnis der Geschwindigkeiten, bzw. der Brechungsindex.

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 ===Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex)===
 ;Aufbau
-<gallery widths=180px heights=130px  perrow=4 caption="Spiegelbild einer Lampe in einer Seifenhaut">
+Setzt man vor den Strahlteiler eine Linse (f=5mm), so wird der Strahl geweitet, das Licht fällt dann nicht mehr parallel auf die Spiegel und den Schirm. Beide Teilstrahlen erzeugen einen Lichtfleck von ca. 7cm Durchmesser.
   Bild:Michelson-Interferometer von oben.jpg|Aufbau mit divergentem Licht
   Bild:Michelson-Interferometer von oben mit Kammer.jpg|Die Kammer wird durch eine Pumpe evakuiert.
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 ;Messung
-[[Datei:Michelson Interferometer Beobachtung.jpg|thumb|none|Das ringförmige Interferenzmuster.|[[Media:Michelson_Interferometer_Brechungsindex_Luft_Messung.ogg|Video des Versuchsergebnisses]]]]
+Das divergente Licht erzeugt ringförmige Maxima und Minima auf dem Schirm. Während des Pumpens ist das Interferenzmuster sehr unscharf und wackelt.
 ;Auswertung

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−	[[Media:Michelson_Interferometer_Brechungsindex_Luft_Messung.ogg\|Video des Versuchsergebnisses]]	+	<gallery widths=180px heights=130px perrow=4 >
		+	Bild:
		+	</gallery>
		+
		+	===Versuch: Messung der Lichtgeschwindigkeit in Luft (Brechungsindex)===
		+	;Aufbau
		+	<gallery widths=180px heights=130px perrow=4 caption="Spiegelbild einer Lampe in einer Seifenhaut">
		+	Bild:Michelson-Interferometer von oben.jpg\|Aufbau mit divergentem Licht
		+	Bild:Michelson-Interferometer von oben mit Kammer.jpg\|Die Kammer wird durch eine Pumpe evakuiert.
		+	</gallery>
		+
		+	;Messung
		+	[[Datei:Michelson Interferometer Beobachtung.jpg\|thumb\|none\|Das ringförmige Interferenzmuster.\|[[Media:Michelson_Interferometer_Brechungsindex_Luft_Messung.ogg\|Video des Versuchsergebnisses]]]]
		+
		+	;Auswertung

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	([[Inhalt_Kursstufe\|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Die Welleneigenschaften des Lichts\|'''Die Welleneigenschaften des Lichts''']])		([[Inhalt_Kursstufe\|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Die Welleneigenschaften des Lichts\|'''Die Welleneigenschaften des Lichts''']])
		+
		+	[[Media:Michelson_Interferometer_Brechungsindex_Luft_Messung.ogg\|Video des Versuchsergebnisses]]