Experiment mit Laserlichtwellenmustern für Kinder
Konstruieren Sie ein Tisch-Michelson-Interferometer mit einer Laserdiode, einem Strahlteiler und zwei senkrechten Spiegeln auf der Vorderseite auf einer starren Basis. Kombinieren...
Benötigte Materialien
- • 532 nm grüner Laserdiodenzeiger (Klasse 2 oder 3R) (1 Einheit)
- • 50:50 optischer Strahlteilerwürfel (oder dünner Objektträger aus Glas) (1 Einheit)
- • Flache Spiegel auf der Vorderseite mit Halterungen zur feinen Neigungsverstellung (2 Einheiten)
- • Schweres starres Aluminium-Steckbrett oder Massivholzblock (ca. 30x30 cm) (1 Basis)
- • Zerstreuungsobjektiv (oder Webcam-Objektiv) und weiße Projektionskarte (1 Satz)
Tipps für Eltern
- → Albert Michelson nutzte dieses Instrument, um die Lichtgeschwindigkeit zu messen und den leuchtenden Äther zu widerlegen.
- → Ein Laserstrahl trifft auf einen 50:50-Strahlteiler: Die Hälfte wird auf Spiegel 1 reflektiert und die andere Hälfte gelangt auf Spiegel 2.
- → Wenn sich die beiden reflektierten Strahlen auf einem Bildschirm wieder vereinen, erzeugen ihre überlappenden Wellenberge und -täler konzentrische Interferenzringe.
- → Durch leichtes Berühren der Grundplatte wird der optische Weg um Nanometer verschoben, wodurch sich die Interferenzringe ausdehnen und zusammenziehen.
Sicherheitshinweise
Schauen Sie niemals direkt in den Laserstrahl oder in die Strahlengänge der reflektierenden Spiegel. Beenden Sie den Strahl auf einer matten Projektionsfläche.
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Schritt-für-Schritt-Anleitung
Schritt 1
Befestigen Sie einen grünen 532-nm-Laserpointer und einen 50:50-Strahlteilerwürfel auf einer schweren, starren Grundplatte in einem abgedunkelten Raum.
⏱️ ~15 Min.Schritt 2
Montieren Sie zwei Planspiegel senkrecht zueinander, sodass jeder reflektierte Strahl direkt zur Strahlteilerfläche zurückkehrt.
⏱️ ~15 Min.Schritt 3
Erweitern Sie den rekombinierten Austrittsstrahl durch eine kleine konvexe Linse auf einen weißen Wandbildschirm und stellen Sie die Spiegelneigungsschrauben ein, bis kreisförmige Interferenzstreifen erscheinen.
⏱️ ~15 Min.Schritt 4
Beobachten Sie, wie sich die konzentrischen hellen und dunklen Randringe verschieben, und atmen Sie, wenn Sie leise sprechen oder die Luft in einem Arm erwärmen.
⏱️ ~15 Min.