Reihenfolge der farbigen Lichtbänder: rot, blau, grün, orange, rot, violett, grün und violett

Ich studiere gerade das Lehrbuch Modern Optical Engineering , vierte Auflage, von Warren Smith. Kapitel 1 enthält das folgende Diagramm und Erläuterungen zur Diskussion von Interferenz und Beugung :

Wenn die Beleuchtungsquelle monochromatisch ist, d. h. nur eine einzige Lichtwellenlänge aussendet, ist das Ergebnis eine Reihe abwechselnd heller und dunkler Bänder mit sich allmählich ändernder Intensität auf dem Bildschirm (vorausgesetzt, dass S , A , Und B sind Schlitze), und durch sorgfältige Messung der Geometrie der Schlitze und der Trennung der Bänder kann die Wellenlänge der Strahlung berechnet werden. (Die Distanz A B sollte kleiner als ein Millimeter sein und der Abstand von den Schlitzen zum Schirm sollte in der Größenordnung von einem Meter liegen, um dieses Experiment durchzuführen.)

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Der Autor sagt dann weiter:

Wenn nun die Lichtquelle, anstatt monochromatisch zu sein, weiß ist und aus allen Wellenlängen besteht, ist ersichtlich, dass jede Wellenlänge ihre eigene Anordnung von hellen und dunklen Bändern mit ihrem eigenen speziellen Abstand erzeugt. Unter diesen Bedingungen wird die Mitte des Bildschirms von allen Wellenlängen beleuchtet und ist weiß. Wenn wir von der Mitte aus fortschreiten, ist der erste für das Auge wahrnehmbare Effekt das dunkle Band für blaues Licht, das an einem Punkt auftritt, an dem die anderen Wellenlängen noch den Bildschirm beleuchten. In ähnlicher Weise tritt das dunkle Band für rotes Licht dort auf, wo blaue und andere Wellenlängen den Bildschirm beleuchten. Somit wird eine Reihe von farbigen Bändern erzeugt, beginnend mit Weiß auf der Achse und fortschreitend durch Rot, Blau, Grün, Orange, Rot, Violett, Grün und Violett, wenn die Wegdifferenz zunimmt. Weiter von der Achse entfernt,

Ich frage mich, warum die farbigen Bänder in der bestimmten Reihenfolge von Rot, Blau, Grün, Orange, Rot, Violett, Grün und Violett erscheinen. Es scheint, dass es etwas mit der Wellenlänge zu tun hat, aber ich bin mir nicht sicher. Ich würde es sehr schätzen, wenn sich die Leute bitte die Zeit nehmen würden, dies zu erklären.

Antworten (1)

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Dies ist das Einzelspaltmuster in weißem Licht, zusammen mit den RGB-Kanälen der Kamera.

Die erste Farbe neben dem zentralen Weißbereich erscheint, wenn der Blaukanal sein erstes Minimum hat. Aber das ergibt die Komplementärfarbe Blau, die Gelb ist. Nicht rot!

Als nächstes kommt die Komplementärfarbe von Grün: Magenta.

Dann die Komplementärfarbe von Rot: Cyan.

Das hat also mit der Physiologie des menschlichen Auges zu tun, den drei Farbrezeptoren.

Gelb? Ich sehe kein Gelb auf dem Bild?
@ThePointer, ich sehe gelb. Oder vielleicht sollte ich sagen, ich nehme Gelb wahr...
@SolomonSlow Oh, warte: Ist das alles im Kontext der Top-Band?
@ThePointer, ich glaube schon.
@SolomonSlow Ok, das macht Sinn. Ich dachte im Zusammenhang mit den vier Bändern: Weiß, Rot, Grün und Blau. Für einen Moment dachte ich, ich wäre farbenblind (gelb!?).
@ThePointer Ich habe ein bisschen bearbeitet, hoffe, dass ich jetzt klarer war.
Obwohl ich nicht sicher bin, ob Pieter hier richtig ist. Dieses s3-us-west-2.amazonaws.com/courses-images-archive-read-only/… Bild zeigt ein anderes Muster (Magenta, Violett, Cyan, Grün, Gelb, Rot) für den Regenbogen erster Ordnung (von kurse.lumenlearning.com/austincc-physics2/chapter/… ). Und hier ist ein weiteres Bild: s3mn.mnimgs.com/img/shared/discuss_editlive/2191102/…
@ThePointer Das ist ein interessanter Link. Aber das ist ein Schema. Von einem Gitter. Meins ist ein Experiment, das ich mit hellem Sonnenlicht gemacht habe. Von einem einzigen Schlitz.
@Pieter Ahh, ok. Nun, ich gehe einfach davon aus, dass deine richtig ist. Wie auch immer, es scheint nicht, dass die Reihenfolge des Lehrbuchs korrekt ist.
@ThePointer Das Lehrbuch spricht von einem Doppelschlitz. Dann kommt es ein wenig auf das Verhältnis von Spaltbreite zu Spaltabstand an. Veritassium hat ein nettes Video: youtube.com/watch?v=Iuv6hY6zsd0
@Pieter Das Lehrbuch verwendet die folgende Formel:
Ö P = Δ D A B
Und
Ö P ( 1. dunkel ) = ± λ D 2 A B
Wenn wir davon ausgehen, dass (1) der Abstand von den Schlitzen zum Bildschirm ist D ist ein Meter, (2) der Schlitzabstand A B ein Zehntel Millimeter ist, und (3) dass die Beleuchtung rotes Licht mit einer Wellenlänge von ist 0,64 μ M , wir bekommen
± 10 4 0,64 10 3 2 = ± 3.2 M M
Somit tritt das erste dunkle Band auf 3.2 M M über und unter der Achse. Ebenso ist die Lage des nächsten Lichtbandes unter zu finden 6.4 M M indem man es einstellt Δ gleich einer Wellenlänge.
Das Lehrbuch sagt dann, dass, wenn blaues Licht der Wellenlänge 0,4 μ M im Experiment verwendet wurden, würden wir feststellen, dass das erste dunkle Band bei auftritt ± 2 M M und das nächste helle Band bei ± 4 M M .
Erst nach diesen Berechnungen sagt der Autor, wie ich in meinem Beitrag geschrieben habe: Wenn nun die Lichtquelle, anstatt monochromatisch zu sein, weiß ist und aus allen Wellenlängen besteht, kann man sehen, dass jede Wellenlänge ihr eigenes Lichtfeld erzeugt und dunkle Bänder mit seinem eigenen speziellen Abstand. [...]
[...] Unter diesen Bedingungen wird die Mitte des Bildschirms von allen Wellenlängen beleuchtet und ist weiß. Wenn wir von der Mitte aus fortschreiten, ist der erste für das Auge wahrnehmbare Effekt das dunkle Band für blaues Licht, das an einem Punkt auftritt, an dem die anderen Wellenlängen noch den Bildschirm beleuchten. In ähnlicher Weise tritt das dunkle Band für rotes Licht dort auf, wo blaue und andere Wellenlängen den Bildschirm beleuchten. So entsteht eine Reihe farbiger Bänder, beginnend mit Weiß auf der Achse und fortschreitend durch Rot, Blau, Grün, Orange, Rot, ...
Sieht das für Sie richtig aus?
@ThePointer Das Buch besagt, dass das Fehlen von Blau Rot erzeugt, und das ist nicht richtig. Dies ist auch bei Dünnfilminterferenzen zu sehen: commons.wikimedia.org/wiki/…
@Pieter Der Autor hätte Cyan meinen können, als er "blau" sagte. In dem Bild, das Sie in Ihrer Antwort gepostet haben, scheint das Blau-Cyan-Band im Rotfilter herausgefiltert zu werden, oder?