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Forum: Offtopic Kohärenz beim Licht


Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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Irgendwie komme ich nicht dahinter, was es mit der Kohärenz auf sich 
hat. Mein Lehrer meint, mit zwei separaten Lichtquellen, die jeweils 
durch einen Spalt Licht aussenden, würde man kein Interferenzmuster 
erkennen, da das Licht nach dem Doppelspalt inkohärent wäre.

Die Definition der Kohärenz lautet ja wie folgt: Mehrere Lichtquellen 
sind kohärent, wenn die Wellenlängen des emittierten Lichts eine 
konstante (also zeitunabhängige) Phasenbeziehung untereinander haben. 
Sprich, wenn die Wellenlänge gleich ist, wobei der Phasenversatz keine 
Rolle spielt.

So weit so gut ... Jetzt die Fragen:

1) Im Unterricht wurde eine Xenonlicht-Lampe verwendet. Sie hat ein 
breites Spektrum, wie hier zu sehen: 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/8/89/Spek...
Nach dem Doppelspalt wurde das Spektrum nicht verringert, warum ist das 
Licht beider Spalte kohärent, wo doch in dem weißen Xenonlicht die 
Wellenlänge stark variiert?

2) Warum gibt es (laut meinem Lehrer) kein Interferenzmuster, wenn man 
zwei Xenon-Lampen nimmt und deren Licht getrennt durch jeweils einen der 
Spalte durchlässt?

Autor: madler (Gast)
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Also erstmal zur Kohärenz:
0. Kohärenz heisst, während einer gewissen Zeit bleibt der 
Phasenunterschied zwischen zwei Wellen konstant. Es gibt also nicht 
sowas, dass die Phase plötzlich einen Sprung macht.
Wenn es nicht die selbe Wellenlänge ist, ändert sich der 
Phasenunterschied dauernd, sieht man ja daran, dass wenn man zB den 
Nulldurchgang nimmt, dass immer zu einer anderen Zeit ist als bei der 
anderen Wellenlänge.

zu 1.
Ich denke der Punkt dabei ist, dass es sehr starke Maxima bei einigen 
Wellenlängen gibt. Der kontinuierliche breite Anteil ist dann halt 
einfach weiss und relativ dunkel zu sehen, aber die Maxima bilden ein 
Interferenzmuster.

zu 2.
Prinzipiell ist es egal ob man zwei Lampen hat oder eine in der eine 
sehr lange/breite Fläche leuchtet.
Der Punkt ist mehr, dass wenn das Licht von zwei(oder mehr) entfernten 
Quellen ausgeht, ist der Weg von den Quellen zu den Spalten 
unterschiedlich.
Dadurch gibt es mehrere überlagerte Interferenzbilder -> man sieht nix.

Darum wird im allgemeinen auch eine Punkt-Blende vor die Lichtquelle 
gestellt, so dass alles Licht sozusagen von diesem kleinen Punkt 
ausgeht.

Es gibt also zwei unterschiedliche Typen von Kohärenz: räumliche (in 2.) 
und zeitliche (in 0.)

Autor: Gast (Gast)
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Eine räumliche Erklärung:

Das Licht einer punktförmigen monochromen Lichtquelle geht durch einen 
Doppelspalt und erzeugt hinter diesem ein Interferenzmuster mit Minima 
und Maxima.

Nimmt man eine zweite an einem anderen Ort liegende Lichtquelle, dann 
erzeugt diese ebenfalls Minima und Maxima hinter dem Doppelspalt, aber 
an einem anderen Ort auf dem Beobachtungsschirm. Wenn der Abstand 
zwischen beiden Quellen klein genug ist, fallen Minima von Quelle 1 auf 
Minima von Quelle 2 und Maxima ebenso. Bei zu großem Abstand bzw. wenn 
es viele unabhängige örtlich auseinander liegende "Lichtsender" gibt, 
überlappen Minima und Maxima verschiedener Quellen und das 
Interferenzmuster verschwindet, daher erzeugen ausgedehnte Lichtquellen 
keine Interferenzmuster.

Abhilfe: Engen Spalt/ Blende an der Quelle nehmen oder mit möglichst 
punktförmigen Lichtquellen in genügend großem Abstand zum Doppelspalt 
arbeiten. Hieraus läßt sich eine Kohärenzbedingung herleiten, in der die 
Wellenlänge und der Öffnungswinkel der Blende vorkommen, damit wird auch 
Licht aus natürlichen Quellen "kohärenzfähig".

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