In den folgenden Bildern gehen von 3x3x3 Punkten, die äquidistant in einem Würfel angeordnet sind, gleichphasige Wellen aus (eine ebene Welle trifft senkrecht auf das Gitter). Schirmebene und Hauptnetzebenen sind parallel.
Was ist auf dem Schirm zu sehen? Viele Punkte? Warum nicht alle äquidistant?
Dieses Bild entsteht, wenn die Wellenlänge 1/10 des Punkteabstands beträgt und der Schirmabstand das 1000-fache des Punkteabstands (Fernzone).
Schirmabstand = 200 x Punkteabstand.
Wellenlänge = 1/10..1/2 x Punkteabstand.
Wie erwartet wird die Anzahl der Haupt- und Nebenmaxima mit zunehmender Wellenlänge schließlich doch kleiner (nicht nur stroboskopische Effekte ;-)).
Wellenlänge = 1/10 x Punkteabstand.
Schirmabstand = 10..500 x Punkteabstand.
Können Sie das mit einem eigenen Nanoexperiment bestätigen, oder ist der Arm nicht lang genug?
Wellenlänge = 1/10 x Punkteabstand.
Schirmabstand = 200 x Punkteabstand (in x- und y-Richtung).
Variiert wird der Abstand der Netzebenen in z-Richtung vom ursprünglichen Wert (gleicher Abstand wie in x-Richtung) bis 0 (2D-Punktgitter = Kreuzgitter).
Die Interferenzmaxima des Raumgitters liegen in der Fernzone auf (den Mantelflächen von) Kegeln (genauer auf Rotationshyperboloiden). Der Schnitt dieser Flächen mit der Schirmebene (rechts vorne) ergibt bei den gewählten Parametern zwei Scharen gleichseitiger Hyperbeln und eine Schar von Kreisen. Hauptmaxima entstehen aber nur dort, wo sich Kegel um die y-Achse mit Kegeln um die x-Achse und Kegeln um die z-Achse schneiden.
Dies ist aber nicht für alle Wellenlängen möglich: Das Raumgitter selektiert Wellenlängen (-> Bragg"reflexion"). Das Verhältnis Wellenlänge : Gitterkonstante wurde hier so gewählt, dass in einigen Richtungen konstruktive Interferenz eintritt. Viel Spaß beim Suchen!
y-Achse nach oben, x-Achse von rechts hinten nach links vorne, z-Achse von links hinten nach rechts vorn. Die Einfärbung dient nur der Illustration.
y-Achse nach oben, x-Achse von rechts hinten nach links vorne, z-Achse von links hinten nach rechts vorn. Die Einfärbung dient nur der Illustration.
