Skizze
Reflexion, Brechung und Totalreflexion von Mikrowellen an einem mit Sand gefüllten Prisma
Zwei mit Sand gefüllte Prismen zum Nachweis des Tunneleffekts
Fokussierung mit Linsen und Totalreflexion im Prisma
An einem Paraffin-Prisma oder einem mit Sand gefüllten Prisma werden Reflexion, Brechung und Totalreflexion der einfallenden Strahlung (cm-Wellen) nachgewiesen.
Insbesondere kann gezeigt werden, dass im optisch dünneren Medium (Luft) eine Strahlung vorhanden ist. Dazu wird ein zweites Prisma bis auf einen schmalen Luftspalt an das erste herangeschoben. Danach lässt sich der „gebrochene“ Strahl mit dem Empfänger nachweisen (optischer Tunneleffekt). Bei Totalreflexion (nur ein Prisma) kann mit der Handdiode nachgewiesen werden, dass der Strahl aus dem Prisma heraustritt.
Der neue Mikrowellensender hat 9,4 GHz und erzeugt Mikrowellen mit einer Wellenlänge von 3,2 cm.
Hinweise zum Aufbau:
Für die Stecker sollte Messing/Silber-Abschirmung (aus dem Demonstrationspraktikum) verwendet werden, um Störungen zu minimieren.
Totalreflexion (Mai 2019):
Im Paraffinprisma findet keine vollständige Totalreflexion statt. Ein erheblicher Teil tritt gebrochen nach außen und wird bei ca. 45° detektiert. Bei den sandgefüllten Prismen findet vollständige Totalreflexion statt. Hier tritt ein anderes Problem auf: Die auf das (zu kleine) Prisma auftreffenden Mikrowellen werden an den Kanten gebeugt und als Folge davon, kann man auch bei ca. 45° Mikrowellen detektieren. Die Beugung an den Kanten lässt sich aber durch die Linsen reduzieren. Auch ist die Intensität der totalreflektierten Mikrowellen hörbar größer.
Tunneleffekt (Mai 2019):
Bei 1 cm Abstand von Sand zu Sand ist die Intensität der getunnelten Wellen größer als die der totalreflektierten, bei 1,2 cm ist sie in etwa gleich und bei 1,5 cm Abstand ist die Intensität der totalreflektierten Wellen größer als die der getunnelten.
Insbesondere kann gezeigt werden, dass im optisch dünneren Medium (Luft) eine Strahlung vorhanden ist. Dazu wird ein zweites Prisma bis auf einen schmalen Luftspalt an das erste herangeschoben. Danach lässt sich der „gebrochene“ Strahl mit dem Empfänger nachweisen (optischer Tunneleffekt). Bei Totalreflexion (nur ein Prisma) kann mit der Handdiode nachgewiesen werden, dass der Strahl aus dem Prisma heraustritt.
Der neue Mikrowellensender hat 9,4 GHz und erzeugt Mikrowellen mit einer Wellenlänge von 3,2 cm.
Hinweise zum Aufbau:
Für die Stecker sollte Messing/Silber-Abschirmung (aus dem Demonstrationspraktikum) verwendet werden, um Störungen zu minimieren.
Totalreflexion (Mai 2019):
Im Paraffinprisma findet keine vollständige Totalreflexion statt. Ein erheblicher Teil tritt gebrochen nach außen und wird bei ca. 45° detektiert. Bei den sandgefüllten Prismen findet vollständige Totalreflexion statt. Hier tritt ein anderes Problem auf: Die auf das (zu kleine) Prisma auftreffenden Mikrowellen werden an den Kanten gebeugt und als Folge davon, kann man auch bei ca. 45° Mikrowellen detektieren. Die Beugung an den Kanten lässt sich aber durch die Linsen reduzieren. Auch ist die Intensität der totalreflektierten Mikrowellen hörbar größer.
Tunneleffekt (Mai 2019):
Bei 1 cm Abstand von Sand zu Sand ist die Intensität der getunnelten Wellen größer als die der totalreflektierten, bei 1,2 cm ist sie in etwa gleich und bei 1,5 cm Abstand ist die Intensität der totalreflektierten Wellen größer als die der getunnelten.