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Schwingungen und Wellen |
Die große Wellenlänge der cm-Wellen macht es möglich, die Interferenz an Doppel- und Mehrfach-Spalten bei entsprechend großen Spaltbreiten und Spaltabständen zu zeigen. Die 4-Schlitzplatte ist mit vier &lanbda;/2 x &lanbda; großen Öffnungen versehen; der Abstand von Schlitz zu Schlitz beträgt 2&lambda.
| 3, 2, 1 oder keiner dieser Schlitze können durch Einsatzstücke geschossen werden. Schwenkt man den Empfänger um den die Platte tragenden Stift, so beobachtet man die nach den Prinzipien der Optik zu errechnende Lage der Maxima und Nebenmaxima (siehe Abb. 1). |  Abb. 1: Beugung an 2 Spalten |
 Abb. 2: Lloyd'scher Interferenzversuch |
In der von der Optik des sichtbaren Lichtes her bekannten Weise kann auch der Lloyd'sche Interferenzversuch ausgeführt werden, indem man unmittelbar am linken oder rechten Rand des Sender-Richtstrahltrichters den Planspiegel derart aufstellt, dass seine lange Kante dem Strahlungsvektor gleichgerichtet ist. Die Beobachtung erfolgt ähnlich wie im vorgergehenden Absatz beschrieben (siehe Abb. 2). |
Die Fresnel'sche (10-)Zonenplatte dient der Demonstration Fresnel'scher Beugung:
Auf einer 450 x 350 mm großen Schaum-Polystyrolplatte sind 5 flächengleiche Aluminiumblechringe konzentrisch angebracht; die von diesen Ringen nicht abgedeckten Zonen weisen die gleiche Fläche auf wie die abgedeckten Zonen. Die Radien der Zonen sind gegeben durch die bekannte Gleichung
| rn = [n f λ + (n λ/2)2]1/2 , wobei n die Ordnungszahl der Zone, f die Brennweite und &.ambda; die Wellenlänge bedeuten. Die Zonenplatte sollte in einigem Abstand vom Sender aufgestellt werden, um sicherzustellen, dass die auftreffende Wellenfront eben ist (siehe Abb. 3). |
 Abb. 3: Fresnelsche Zonenplatte (Z) |
Mit Hilfe des Diodenmesskopfes ohne Trichter oder des Feldstärken-Messdiopls suche man die Brennpunkte der Zonenplatte, indem man den Empfänger gleichzeitig in der Richtung der optischen Achse und quer dazu (hin und her) bewegt.
Das cm-Wellen-Michelson-Interferometer ist sowohl didaktisch höchst eindrucksvoll, als auch für Präzisionsmessungen an Dielektriken äußerst interessant. Man benötigt zum Aufbau
- den Sender und Empfänger mit Richtstrahltrichter,
- einen halbdurchlässigen Spiegel und
- zwei Planspiegel,
von denen einer in Richtung der auf ihn auffallenden Strahlung messbar zu verschieben sein muß.
 Abb. 4: Michelson Interferometer |
Der Aufbau entspricht im Prinzip vollkommen dem des aus der Optik visuellen Lichtes bekannten Michelson-Interferometer (siehe Abb. 4). Verschiebt man dann den einen Planspiegel langsam, so beobachtet man abwechselnd Maxima und Minima zufolge der stehenden Wellen; insbesondere können die Minima scharf lokalisiert werden, da sie hinsichtlich der Intensität 30 bis 40 db unter den Maxima liegen. Bringt man nun vor einen der Planspiegel mehrere Platten aus dielektrischem Werkstoff (z.B. Glas oder Sperrholz), so zeigt der Empfänger Maxima und Minima an, wenn eine Platte nach der anderen aus dem Interferometer entfernt wird. Auf diese Weise kann der Brechungsindex von Dielektriken bestimmt werden; er beträgt für gewöhnliches Fensterglas im cm-Wellen-Bereich etwa 2,0 , für Sperrholz etwa 1,3. |
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