Aufgabe 3 b - Interferenz am Gitter · Abitur NRW Physik GK · Laserpointer 2025

Thema: Interferenz von Licht und Mikrowellen · Aus der Prüfung GK · Laserpointer (2025)

Aufgabenstellung

Viele Laserpointer, die bei Präsentationen genutzt werden, emittieren grünes Licht.

b)

Hochwertige grüne Laserpointer emittieren nur grünes Licht der Wellenlänge λg=532 nm\lambda_{\mathrm{g}} = 532\ \mathrm{nm}. Das Bundesamt für Strahlenschutz warnt davor, dass bei minderwertigen Laserpointern auch nicht sichtbare Infrarot-Laserstrahlung der Wellenlänge λIR=1064 nm=2⋅λg\lambda_{\mathrm{IR}} = 1064\ \mathrm{nm} = 2\cdot \lambda_{\mathrm{g}} emittiert wird.

Interpretieren Sie das Interferenzmuster in Material 5 im Hinblick auf die Qualität des Laserpointers.

Material 5: Aufnahme des Interferenzbildes mit einer Smartphonekamera

Die folgende Abbildung zeigt das mit einer Smartphonekamera aufgenommene Interferenzmuster bei Verwendung eines optischen Gitters. Die Smartphonekamera kann Licht mit einer Wellenlänge im Bereich 400 nm≤λ≤1200 nm400\ \mathrm{nm} \le \lambda \le 1200\ \mathrm{nm} erfassen.

Das Maximum 0. Ordnung befindet sich auf dem Zentimetermaßstab bei 12 cm12\ \mathrm{cm}. Die benachbarten Maxima des grünen Lichts (λg=532 nm\lambda_{\mathrm{g}} = 532\ \mathrm{nm}) haben hier jeweils etwa einen Abstand von 1 cm1\ \mathrm{cm}.

Aufgabenstellung: Aufgabe 3 b - Interferenz am Gitter · Abitur NRW Physik GK · Laserpointer 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Interpretieren Sie das Interferenzmuster in Material 5 im Hinblick auf die Qualität des Laserpointers.

Lösung: Man erkennt in der Abbildung in Material 5 ein Interferenzmuster, das für das grüne Licht bis zur 4. Ordnung sichtbar ist. Insbesondere die Maxima 2. und 4. Ordnung erscheinen intensiver, weil sich aufgrund der doppelt so großen Wellenlänge (λIR=2⋅λg\lambda_{\mathrm{IR}} = 2\cdot \lambda_{\mathrm{g}}) genau an diesen Stellen die Maxima 1. und 2. Ordnung der Infrarot-Laserstrahlung befinden. Es handelt sich folglich um einen minderwertigen Laserpointer.

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