Die Newtonschen und Fresnelschen Beugungsexperimente
Die Weiterführung der Newtonschen Beugungsexperimente
Beugung von Licht an Spalt und Hindernis
Interferenz-Winkelbedingung, Beugung und
Abbildung
Beugungen hintereinander folgend und mit
Zwischenabbildung
Frequenzminderung nach der Beugung
Innere und äußere Beugungsstreifen von
Kreisöffnungen
Überlagerung von Interferenz und Beugung
Beugungsexperimente mit inhomogener
Beleuchtung
Experimente mit polarisiertem Licht mit
Spalt und Doppelspalt
Der Untergrund von Beugungsfiguren
Versuch der Deutung der Newtonschen
Beugungsexperimente
Folgerungen aus den Newtonschen
Beugungsexperimenten für Photonen
Folgerungen für die Struktur des
Elektrons aus der des Photons
Das thermisch bedingte elektromagnetische
Feld
Beugung und Lichtemission von
Elektronen
Energiestufen der Elektronen im
magnetischen Eigenfeld
Faradays elektro-tonische Zustände
Nahfeldoptik mit Berücksichtigung der
Newtonschen Beugungsexperimente
Die Berücksichtigung der magnetischen
Momente in der Quantentheorie
englisch
Beugungsexperimente mit inhomogener Beleuchtung
Mit einfarbig und farbig inhomogener Beleuchtung wird deren Einfluß auf die Beugungsfigur gezeigt. Im Bereich innerer Beugungsstreifen des Spaltes, also bei kurzen Entfernungen, ist die Lokalisierung des gebeugten Lichtes leicht zu demonstrieren. Im Bereich der äußeren Beugungsstreifen, also bei großen Entfernungen, beschränkt die doppelte Belegung der Beugungsfigur mit gebeugtem Licht aus der Umgebung der beiden Spaltkanten die Auswertung.
Abb. 1. Experimentelle Anordnung zur farbig inhomogenen Beleuchtung. L - Quecksilber-Höchstdrucklampe; C - Kondensor; FS - erster Beleuchtungsspalt; IS - zweiter Beleuchtungsspalt 0,15 ... 0,3 mm; Pr -Prisma, Kronglas 10° ... 20°; S - Beleuchtungsspalt 0,3 mm, P -Photoplatte. a: 1 m, b: 120 ... 400 mm, c: 0,25 ... 4 m.
Abb. 2. Beleuchtet mit Quecksilberlicht, innen einer Kante mit grün, die andere mit blau in der Anordnung Abb. 1. Die Entfernung c wurde nur so groß gewählt, daß gerade äußere Beugungsstreifen entstanden.
Abb. 3. Beleuchtet mit kontinuierlichem Spektrum nach Abb. 1. Auch hier war die .Entfernung nur so groß gewählt, daß gerade äußere Beugungsstreifen entstanden.
Abb. 4. Beugungsfigur bei einfarbig inhomogener Beleuchtung. Experimentelle Anordnung nach Abb. 1., aber ohne Prisma Pr und mit Grünfilter. IS: 0,15 mm, b = 100 mm, c = 2 m.
a: Beugungsfigur ohne Beugungsspalt S,
b Spaltbacken von S in den ersten Minima der Beugungsfigur von IS,
c: Beugungsspalt S auf die Hälfte verengt = 0,3 mm,
d: Beugungsspalt S so verschoben, daß ein Minimum auf die eine Spaltbacke fiel.
Oberhalb jeder Beugungsfigur ist Weite und Lage des Beugungsspaltes S angedeutet.
Diskussion
Im Bereich der inneren Beugungsstreifen am Spalt ist es also möglich; die Lokalisierung des gebeugten Lichtes zu demonstrieren, wie sie bereits Newton [1] behauptet hat. Im Bereich der äußeren Beugungsstreifen läßt sich dies nur in Entfernungen kurz nach ihrer ersten Entstehung nachweisen, in größeren Entfernungen stört die doppelte Belegung der Beugungsfigur mit gebeugtem Licht aus der Umgebung der beiden Spaltbacken. In Fraunhoferscher Beobachtungsart führt die Abbildung des Beleuchtungsspaltes in die Beobachtungsebene zur Vermischung. Jedoch außerhalb dieser Ebene tritt eine Aufspaltung auf und hier wäre eine Beobachtung möglich.
Auf die Grenzen dieser Methode wurde im Abschnitt 1 hingewiesen.
Wer selbst einmal versucht hat, eine wirklich symmetrische Beugungsaufnahme zu erreichen, der weiß welch hoher Justieraufwand notwendig ist, eine 'homogene Beleuchtung' herzustellen. Wer dies nie versuchte, der möge die Quellennachweise der Abbildungen von Beugungssaufnahmen in Lehrbüchern nachsehen. Auch Autoren, die sonst die Vorlagen aller Abbildungen selbst hergestellt haben, übernehmen oft Beugungsaufnahmen aus fremden Quellen. Sie haben sicher die Schwierigkeiten erfahren, weisen aber im Text nicht darauf hin, denn nach der Theorie der Wellenfronten sollten keine Schwierigkeiten auftreten. Wir wissen heute, daß Licht aus Lichtquanten oder Photonen besteht, und damit sind Abweichungen erklärlich.
Literatur
[1] I. Newton, Opticks, or a Treatise of the Reflexions, Refractions, Inflexions and Co-lours of Light. London 1704; Opera quae exstant omnis, Tom IV. London 1782; Reprint, Bruxelles 1966; Optik II + III, Übers. W. Abendroth, Qstwald's Klassiker Nr. 97, Engelmann, Leipzig 1898; Neuauflage Bd 96/97, Vieweg, Braunschweig 1983; Optique, Tranc. J. P. Marat 1787; Bourgois Paris 1989.
[2] H. Nieke, Newtons Beugungsexperimente und ihre Weiterführung. Arbeit 1.
[3] Wie [2], Arbeit 2.
[4] Wie [2], Arbeit 3.
[5] Wie [2], Arbeit 4.
[6] A. J. Fresnel, Oeuvre Complétes I Paris 1866;
Abhandlungen über die Beugung des Lichtes. Ostwalds Klassiker Nr. 215, Engelmann, Leipzig 1926.
[7] T. Young, A course of lectures on natural philosophy and mechanical arts. London 1807.
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