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Tutorial MenueWellenoptikLerneinheit 12 von 23

Fresnel'sche Betrachtungsweise der Interferenz (Beugung)

Einstiegsversuch

Bei der Fraunhofer'schen Betrachtungsweise von Beugungserscheinungen war es wichtig, dass der Sichtschirm so weit entfernt vom beugenden Objekt war, dass dessen Ausmaße gegenüber dieser Entfernung klein waren. Somit waren die auf dem Schirm interferierenden Strahlen weitgehend parallel. Man konnte hier auch mit geringeren Schirmentfernungen Fraunhofer'sche Beugungsbilder betrachten, brauchte dazu aber eine Sammellinse, die vom beugenden Objekt ausgehende Parallelstrahlen in einem Punkt der Sichtschirmebene bündelte.

Bei der hier im Folgenden kurz vorgestellten Fresnel'schen Betrachtungsweise von Beugungserscheinungen ist der Sichtschirm nicht weit vom beugenden Objekt entfernt (vgl. hier), dessen Ausmaße sind somit nicht mehr klein im Vergleich zur Schirmentfernung. Man betrachtet hier also die Interferenzen nichtparalleler Strahlen.

"Der von Licht durchstochene Zeigefinger"

Arbeitsauftrag

Betrachten Sie zum Einstieg das folgende Video "Der von Licht durchstochene Zeigefinger". Warum ist der darin gezeigte Versuch zunächst verblüffend?

Abb.1

Zu Beginn des Versuches sahen wir einen hellen Lichtfleck im Zentrum des Schattens der CD auf der Wand - der vom Loch in der Mitte der CD herzurühren schien.

Haben Sie bereits eine Ahnung, weshalb das Licht den Finger durchstechen konnte, obwohl dieser das Loch komplett abdeckte - hinter diesem also hätte Dunkelheit herrschen müssen?

Die Antwort auf diese Frage liegt einmal mehr in der wellenförmigen Ausbreitung des Lichtes. Es scheint auf anderen Wegen als auf der direkten geometrischen Verbindungsstrecke am Finger vorbei zum Zentrum des Sichtschirms zu gelangen. An der regelmäßigen Rillenstruktur der CD findet Beugung statt, die wir auf einem nahe am beugenden Objekt gelegenen Sichtschirm, also in der Fresnel'schen Betrachtungsweise beobachten. Die CD wirkt dabei annähernd wie eine so genannte Fresnel'sche Zonenplatte.

Was das bedeuten soll, wollen wir im Folgenden klären.

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