Aufgabe Vorschlag A2 - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Physik GK 2022

2.1 Beschreiben Sie zwei Gemeinsamkeiten und zwei Unterschiede der beiden Interferenzmuster, wenn Gitter und Doppelspalt die gleichen Spaltabstände und vernachlässigbare Spaltbreiten besitzen.

Lösung: Gemeinsamkeiten: - Beide Interferenzmuster besitzen ein Maximum nullter Ordnung in der Mitte. - Die Maxima gleicher Ordnung erscheinen unter demselben Winkel (gleiche Abstände von der Mitte), und ihre Intensität nimmt mit höherer Ordnung ab. Unterschiede: - Die Maxima beim Gitter sind viel heller als beim Doppelspalt. - Die Maxima sind beim Gitter schmaler und schärfer abgegrenzt (dazwischen liegen breitere dunkle Bereiche bzw. Nebenminima).

2.2 Berechnen Sie, wie weit sich ein Schirm vom Doppelspalt entfernt befinden muss, damit die beiden Maxima erster Ordnung einen Abstand von 2 cm besitzen. Sie dürfen ohne Nachweis die Kleinwinkelnäherung verwenden.

Lösung: $1{,}82$ m / $182$ cm

2.3 Beschreiben und begründen Sie allgemein zwei Möglichkeiten, durch Veränderung des Experiments den Abstand zweier Maxima erster Ordnung zu vergrößern.

Lösung: Zwei der folgenden drei Möglichkeiten: 1. Schirmabstand $e$ vergrößern: Mit der Vergrößerung von $e$ wird $a$ ebenfalls größer, da der Beugungswinkel gleich bleibt ($a = e \cdot \tan(\alpha)$). 2. Spaltabstand $d$ verkleinern: Ein kleinerer Spaltabstand führt nach $\sin(\alpha) = \frac{\lambda}{d}$ zu einem größeren Beugungswinkel $\alpha$, wodurch der Abstand der Maxima wächst. 3. Licht mit größerer Wellenlänge $\lambda$ verwenden: Nach $\sin(\alpha) = \frac{\lambda}{d}$ wird der Winkel größer, wenn $\lambda$ zunimmt (z. B. rotes statt grünes Licht).