Rechteckblende

Das Standardbeugungsobjekt im Physikunterricht ist ein Spalt, der parallele Interferenzstreifen erzeugt (wenn er voll ausgeleuchtet wird). Dabei versteht man unter einem Spalt in der Optik meistens ein Rechteck, das in eine Richtung "unendlich lang" ist.

Wenn man statt des Optik-Standard-Spaltes eine Öffnung nimmt, die in beide Richtungen endliche Abmessungen hat, sollte sich an der Beugungsfigur etwas ändern.

Wie sieht nun das Beugungsmuster aus? Schauen Sie einmal nachts durch eine rechteckige Öffnung passender Abmessung auf eine Straßenlaterne!

 
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Mit einer quadratischen Blende bekommt man ein "quadratisches Muster" (nicht ganz quadratisch, weil sich für große Winkel die Abweichung des Sinus von seinem Argument bemerkbar macht).
Wer hätte das gedacht? Das Problem ist nur: Weshalb sieht man diese Muster nicht jeden Tag?
Das liegt daran, dass das zentrale Maximum um Größenordnungen intensiver ist als der Rest des Beugungsmusters. Deshalb wurde in obiger Darstellung ein logarithmischer Maßstab gewählt.
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Die logarithmische Darstellung in Graustufen ist etwas irreführend. Also versuchen wir es mit einer Einfärbung (die nichts mit den Farben des Lichts zu tun hat). Schon etwas besser - oder?
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So sieht eine logarithmische 3D-Darstellung der Intensitätsverteilung aus, die nach unten abgeschnitten ist.
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Mit künstlicher Einfärbung ist das eigentlich schöner!
Wir merken uns also die Farbskala: Weiß = "nichts zu sehen" und dann immer dem Regenbogen entlang!
 

Doch nun zum Thema :-))

Wenn man eine rechteckige Blende mit weißem Licht beleuchtet, sind mindestens drei Parameter frei: Wellenläge, Länge und Breite des Rechtecks. Welche Parameter werden in den folgenden Animationen verändert?

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Noch eine Preisfrage: Wie müsste man die Farbskala einrichten, damit in etwa das Beugungsmuster bei der Beleuchtung einer Blende mit weißem Licht wiedergegeben wird?  

Anmerkungen:

© M. Komma 10/2010 

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