Was bedeutet "in Phase sein"?
Ich habe eine Frage zu Physik, wir besprechen zur Zeit das Thema "Licht als Welle" und haben das "Doppelspaltexperiment". Dort haben wir einen Satz aufgeschrieben: "Es ergibt sich eine konstr. Interferenz zum Maximum, da die Wellen s1 und s2 am Schirm in Phase sind."
Was bedeutet dieses "am Schirm in Phase sind"
4 Antworten
In Phase heißt, dass Wellenberge bzw. Wellentäler beider Wellen jeweils an der gleichen Stelle sind, die jeweiligen Wellen also nicht gegeneinander verschoben sind. Dann verstärken sich die Auslenkungen maximal, es entsteht ein Maximum (Helligkeit).
Sind die Wellen phasenverschoben, so verstärken sie sich je nach Phasenlage weniger, schwächen sich ab oder löschen sich komplett aus - es entsteht ein Minimum (Dunkelstelle). Das ist dann der Fall, wenn die beiden Wellen um π bzw. λ/2 verschoben sind.
Hier findest Du dazu weitere Erklärungen und Abbildungen:
http://physikunterricht-online.de/jahrgang-11/wellenphaenomene/
(Abschnitt "Überlagerung von Wellen")
Dass die Wellen an diesem Punkt die selbe Phasenlage haben, z.B. beide ihre höchste Amplitude.
Bei einer Welle wechseln sich Berge und Täler ab. Wenn bei zwei Wellen die Berge (oder Täler) an der selben Stelle sind, dann sind sie in Phase.
Hier ist ein Beispiel:
http://toonz.ca/bose/wiki/images/9/9d/PhaseIn.png?lbisphpreq=1
Die Voraussetzung für die Erzeugung stehender Interferenzbilder beim
Doppelspaltexperiment ist, dass auf die Spaltöffnungen kohärentes Licht fällt.
Das von ein und derselben Lichtquelle ausgesendete Licht ist kohärentes Licht, so dass das auf die Spaltöffnungen auftreffende Licht phasengleich ist. Das heißt, dass der augenblickliche Schwingungszustand, die Phase der Lichtwelle, an den Spaltöffnungen stets gleich ist. Dadurch entstehen durch konstruktive Interferenz stehende Interferenzmuster (Maxima und Minima) auf dem Bildschirm hinter dem optischen Gitter bzw. Doppelspalt. Bei Verwendung von je
einer gesonderten Lichtquelle für die beiden Spaltöffnungen im
Doppelspaltexperiment entstehen keine stehenden Interferenzbilder, weil die beiden Lichtwellen in keiner festen Phasenbeziehung stehen.
Gruß, H.
Zu den anderen Antworten füge ich noch den Fall hinzu, dass die Wellen nicht "in Phase sind", sondern ein gaaaaaanz kleines bisschen "außer Phase". Wenn das so wäre, dann würden die Linien langsam wandern. (Wem dass das beim Lichtspaltexperiment passiert, sollte weiterforschen und sich dann in Stockholm den Physik-Nobelpreis abholen.)
Whoops, nicht "Lichtspalt", sondern "Doppelspalt". Und das "außer Phase" müsste durch eine leichte Frequenzverschiebung bewirkt werden, um eine Bewegung zu erzeugen.
Und was ist eine Phasenlage?