Wellen, Interferenz und Beugung

Physik · Klasse 12 · mittel

Klasse 12
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c = λ · f. Zwei Wellen überlagern sich: gleiche Phase verstärkt, Gegenphase löscht aus.

1Wellengrößen

c = λ · f

  1. a)λ = 0,5 m, f = 680 Hz.
  2. b)c = 3 · 10⁸ m/s, f = 100 MHz. λ =
  3. c)Schall in Luft (340 m/s), λ = 0,17 m.
  4. d)Was unterscheidet Längs- von Querwelle?

2Interferenz am Doppelspalt

Maximum: Gangunterschied = k · λ; a = k · λ · L : d

  1. a)Wann entsteht ein Maximum, wann ein Minimum?
  2. b)d = 0,1 mm, λ = 600 nm, L = 2 m. Abstand des 1. Maximums von der Mitte?
  3. c)Was passiert mit dem Streifenmuster, wenn λ größer wird?

3Beugung und Nachweis

  1. a)Warum beweist Interferenz, dass Licht Wellencharakter hat?
  2. b)Warum kann man um eine Ecke hören, aber nicht sehen?
  3. c)Was ist eine stehende Welle?

c = λ · f. Zwei Wellen überlagern sich: gleiche Phase verstärkt, Gegenphase löscht aus.

1Wellengrößen

c = λ · f

  1. a)λ = 0,5 m, f = 680 Hz.c = 0,5 m · 680 Hz = 340 m/s
  2. b)c = 3 · 10⁸ m/s, f = 100 MHz. λ =λ = 3 · 10⁸ : 10⁸ = 3 m
  3. c)Schall in Luft (340 m/s), λ = 0,17 m.f = 340 : 0,17 = 2000 Hz
  4. d)Was unterscheidet Längs- von Querwelle?Längswelle: Schwingung in Ausbreitungsrichtung (Schall). Querwelle: senkrecht dazu (Licht, Seilwelle).

2Interferenz am Doppelspalt

Maximum: Gangunterschied = k · λ; a = k · λ · L : d

  1. a)Wann entsteht ein Maximum, wann ein Minimum?Maximum bei einem Gangunterschied von ganzen Wellenlängen, Minimum bei ungeraden Vielfachen der halben Wellenlänge.
  2. b)d = 0,1 mm, λ = 600 nm, L = 2 m. Abstand des 1. Maximums von der Mitte?a = k · λ · L : da = 1 · 600 · 10⁻⁹ · 2 : 10⁻⁴ = 0,012 m = 1,2 cm
  3. c)Was passiert mit dem Streifenmuster, wenn λ größer wird?Die Streifen rücken weiter auseinander.

3Beugung und Nachweis

  1. a)Warum beweist Interferenz, dass Licht Wellencharakter hat?Auslöschung an manchen Stellen lässt sich nur durch Überlagerung von Wellen erklären, nicht durch Teilchen.
  2. b)Warum kann man um eine Ecke hören, aber nicht sehen?Schallwellen sind viele Zentimeter lang und werden an der Kante stark gebeugt; Lichtwellen sind viel kürzer.
  3. c)Was ist eine stehende Welle?Die Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen; Knoten und Bäuche bleiben ortsfest.
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