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

Licht im deterministischen und synergetischen Prozeß

 

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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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