Beugungsmuster ohne Spalt

Vor ein paar Wochen habe ich einen Laser senkrecht auf einen Draht gerichtet und interessanterweise sah ich das Beugungsmuster, wie das Bild unten:

Beugungsmuster, das durch einen auf einen Draht gerichteten Laser erzeugt wird

Warum passiert das? Ich meine, ich habe keine Schlitze und ziele mit dem Laser auf einen Draht, aber warum ist auf dem Bildschirm ein Beugungsmuster zu sehen?

Können Sie bitte zeichnen, wie die Wellen gebeugt werden?

Ist dieses Bild tatsächlich aus dem Experiment, das Sie gemacht haben, oder soll es nur veranschaulichen, was Sie mit Beugung meinen?
Floris hat dieses Experiment gemacht und als ich das selbst gemacht habe, habe ich dasselbe gesehen
Ein bemerkenswerter Punkt dabei ist, dass die hellen Streifen nicht nach dem vierten oder fünften von ihnen absterben und ich etwa 30 helle Streifen sehen konnte
Der Draht ist ein „Anti-Slit“ – er ist tatsächlich eine Beugung, und richtig aufgestellt und kalibriert kann er verwendet werden, um zB die Dicke der Haare verschiedener Menschen als wissenschaftliches Experiment zu messen.
Beugung wird beobachtet, wenn der Weg des Lichts blockiert ist, sei es ein Schlitz oder ein Draht. Dies ist im Grunde das Superpositionsprinzip (oder Babinet-Prinzip).
Jede Beugungsfrage wird durch das Huygenssche Prinzip beantwortet. Lern es. Liebe es. Lebe es. (Nun, für schwierige Fälle ist es wirklich hilfreich, auch Fesnels mathematische Infrastruktur zu haben.)
@JonCuster Wenn es nicht richtig eingerichtet ist, kann es als wissenschaftliches Experiment verwendet werden, um die Haare von Menschen zu verbrennen .
@ChrisMueller - !!! Wenn Ihr Laserpointer die Haare von Menschen verbrennt, haben sie größere Probleme als Beugung! Andererseits, nachdem ich einmal zwei Löcher durch meinen Hemdsärmel gebrannt hatte, während ich ein wenig nachlässig einige Farbstofflaser-Optiken justierte und nicht bemerkte, wohin der Kr-Ionen-Pumplaser ging ...

Antworten (1)

Ein Teil des Lichts wird durch den Draht blockiert. Aber das Licht, das unmittelbar an der Ober- und Unterkante der Drahtsilhouette vorbeigeht, wirkt wie zwei Punktquellen, die sich gegenseitig stören, wenn sie den Schirm hinter dem Draht erreichen.

Das Babinet-Prinzip besagt, dass das Beugungsmuster von den Kanten eines undurchsichtigen Körpers das gleiche ist wie das von den Kanten eines Lochs oder Schlitzes gleicher Größe. Der Grund dafür ist, dass, wenn Sie zwei komplementäre Bildschirme haben, einer undurchsichtig genau dort, wo der andere transparent ist, die Strahlungsmuster des Lichts, das durch jeden Bildschirm fällt, sich zu dem Strahlungsmuster des Lichts summieren müssen, wenn es von keinem der Bildschirme behindert wird. Damit dies wahr ist, müssen die Muster jedes Schirms die gleiche Amplitude, aber entgegengesetzte Phase haben.

Hier ist eine Beschreibung, wie die Beugung um einen Draht herum verwendet wird, um die Dicke des Drahts zu bestimmen: http://www.optics.rochester.edu/workgroups/berger/EDay/EDay2008_Diffraction.pdf . Hier ist ein weiterer Bericht, der zeigt, wie das Licht an den Rändern des Drahts als zwei Punktquellen fungiert: http://physicsed.buffalostate.edu/pubs/StudentIndepStudy/EURP09/Young/Young.html .

Geben Sie nun bitte zusätzlich eine Erklärung, warum auch hinter einer einzelnen Kante eine Intensitätsverteilung liegen wird.
@HolgerFiedler: Wenn Sie über Beugung sprechen, wird normalerweise das Huygens-Prinzip herangezogen: Jeder Punkt auf einer Wellenfront kann als punktförmige Lichtquelle betrachtet werden, sodass der Punkt am Rand einer undurchsichtigen Barriere seine eigenen Wellen kreisförmig aussendet Muster, die sich um den undurchsichtigen Rand zu biegen scheinen. Es gibt viele andere Sichtweisen darauf. Hier ist ein Thread, der mehrere verschiedene Ansichten enthält: researchgate.net/post/What_causes_light_to_bend_around_edges
Warum also nicht Einfach- oder Doppelspalt auf die gleiche Weise erklären? Ein Schlitz wird aus zwei Kanten gebildet, die kunstvoll auf Abstand gesetzt werden, um die beste Intensitätsverteilung als Summe der beiden Kanten zu erhalten.
@Holger Fielder, Beugung oder Ausbreitung von Licht aus einem Schlitz ist nur dann gleich der Summe von zwei Einzelkantenbeugungen, wenn der Schlitz relativ groß ist. Aber wenn die Breite des Spalts vergleichbar mit der Wellenlänge des Lichts ist, dann findet man plötzlich viel größere Beugungswinkel, im Vergleich zu denen die Einzelkantenbeugung minimal ist.
Beugungsmuster ohne Spalt
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