Übungen zur
Experimentalphysik III
Dr. R. Mitdank, S. Weidemann, A. Fiedler
Aufgaben zur 8. Übung Abgabe am
10.02./12.02.15
Beugung und optische Instrumente
29. Beugung am Spalt
Paralleles Licht der
Wellenlänge l = 694,3 nm (entspricht dem
roten Licht eines Rubinlasers) fällt senkrecht auf einen Spalt der Breite b = 0,2 mm. Das durch den Spalt
hindurchgehende und gebeugte Licht wird auf einem Schirm in der Entfernung d = 2,30 m hinter dem Spalt beobachtet.
a) An welchen Stellen des Beugungsbildes liegen dunkle
Streifen (Beugungsminima), und an welchen Stellen treten helle Nebenmaxima auf?
b) Man berechne die Intensität S der aufeinanderfolgenden Nebenmaxima (normiert auf die
einfallende Lichtintensität So).
30. Mikroskop
Mit einem 10-fach vergrößernden Okular soll ein einfaches Mikroskop aufgebaut
werden. Wie groß ist die Brennweite des Objektivs zu wählen, damit eine
400-fache Gesamtvergrößerung erreicht wird? Die Tubuslänge (Abstand der inneren
Brennpunkte von Objektiv und Okular) betrage t = 160 mm.
31. Auflösungsvermögen und Vergrößerung eines
Mikroskopes
Welche
Okularvergrößerung VOK
wählt man zweckmäßigerweise bei einem Objektiv der Vergrößerung ßOb
= 100 (Abbildungsmaßstab) und einer numerischen Apertur A = 1,35 ?
Man
beachte, dass das Auflösungsvermögen des Auges bei einem Sehwinkel von
sA = 6.10-4
rad liegt. Es werde monochromatisches Licht mit l = 550 nm benutzt. Wie groß
ist dann die förderliche Vergrößerung des Mikroskopes?
32. Beugung am Gitter
Das Spektrum von Neon weist
im sichtbaren Bereich außergewöhnlich viele Linien auf. Zwei dieser Linien
haben die Wellenlängen l1 =
519,313 nm und l2 =
519,322 nm. Das (parallelisierte) Licht einer Neonentladungslampe fällt
senkrecht auf ein Transmissionsgitter mit N
= 8400 Linien pro Zentimeter, und es
wird das Spektrum 2. Ordnung betrachtet. Wie breit muss die beleuchtete Fläche
des Gitters sein, damit die beiden Linien noch aufzulösen sind?