zum Directory-modus

Kohärenz - wichtige Voraussetzung für die Interferenz von Lichtwellen

Einstiegsversuch

In einem der vorangegangenen Abschnitte haben wir Interferenz als eine typische Eigenschaft des Lichtes kennen gelernt, die dessen Wellencharakter widerspiegelt. Es war Thomas Young, der diese 1805 anhand seines Doppelspaltversuches demonstrierte.

Warum aber war man dem Wellencharakter von Licht nicht schon viel früher auf die Spur gekommen?Grimaldi hatte bereits 1665 ein dem Doppelspalt sehr ähnliches Experiment durchgeführt, bei welchem zwei kleine, eng beieinander liegende Löcher von Sonnenlicht beleuchtet wurden. Er wollte damit zeigen, dass im Überlappungsgebiet der beiden Lochabbilder auf einem Schirm Dunkelstellen (die uns mittlerweile vertrauten Interferenzminima) auftauchen. Dies gelang ihm aber mit seiner Versuchsanordnung nicht. Weshalb?

Dieser Frage wollen wir nun auf den Grund gehen - und ohne bereits zu viel vorweg zu nehmen - werden wir dabei auf eine unentbehrliche Voraussetzung für das Erzeugen beobachtbarer Interferenzmuster stoßen: Die so genannte Kohärenz.

Kohärenz zweier Flammen - ein Einstiegsversuch

Für den folgenden Arbeitsauftrag verwenden Sie bitte nicht mehr als fünf Minuten. Beherzigen Sie dies! Falls Sie gerade nicht über zwei Kerzen in Ihrer Umgebung verfügen, lesen Sie sich bitte nur die Anweisungen durch und beantworten diese aufgrund Ihrer bisherigen Erfahrungen mit z.B. Schreibtisch- oder Deckenbeleuchtungen.

Arbeitsauftrag

Nachdem wir das auf einem Sichtschirm entstehende Interferenzmuster beim Young'schen Doppelspaltexperiment gesehen haben, wollen wir diesen Versuch einmal vereinfacht nachstellen, z.B. in der eigenen studentischen Behausung. Versuchsanleitung: Sie benötigen zwei Lichtquellen, welche die beiden Spalte ersetzen und deswegen eng nebeneinander positionierbar sein sollten. Eine Möglichkeit wäre, zwei Kerzen zu benutzen.Zünden Sie die erste Kerze an und verdunkeln sie anschließend den Raum. Entzünden Sie nun die zweite Kerze an der ersten. Halten Sie diese anschließend so nahe neben die erste Kerzenflamme, dass ein möglichst kleiner Spaltabstand - wie wir bereits wissen, führt dieser zu einem größeren räumlichen Abstand der Interferenzmaxima auf der Beobachtungsfläche - realisiert wird. Betrachten Sie nun die Raumwände, um anschließend die folgende Frage zu beantworten.

  • Wo finden sich auf Ihren Wänden Interferenzminima bzw. Interferenzmaxima wieder?
Abb.1
Zwei Kerzenflammen

Nach Bearbeiten des Arbeitsauftrags können Sie wie gewohnt die Musterantwort anzeigen lassen, indem Sie auf "Lösung" klicken.

Die Antwort auf die Frage ist sehr einfach und entspricht absolut unseren alltäglichen Erfahrungen: Beim Entzünden der zweiten Kerze nahe bei der ersten wird es im ganzen Raum gleichmäßig heller - es gibt keinen Ort, an dem Dunkelstellen (Interferenzminima) auftreten. Auch direktes Ineinanderhalten der beiden Kerzenflammen hat kein Interferenzmuster auf den Zimmerwänden zur Folge, weswegen wir ausschließen können, dass wir aufgrund eines zu großen Abstandes der beiden Kerzen einen zu geringen Abstand zwischen den einzelnen Minima erhalten haben - was heißen würde, dass zwar ein Interferenzmuster vorhanden wäre, wir es aber mit unserem Auge nicht auflösen könnten.Unsere Folgerung lautet daher: Es bildet sich kein stationäres Interferenzmuster bei Verwendung der beiden Flammen aus, wie wir es beim Young'schen Doppelspaltversuch beobachten konnten.

Lösung zeigenLösung ausblenden
<Seite 1 von 6