Tunneleffekt mit Licht

O - 80

Licht im verbotenen Bereich bei der Totalreflexion

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Anz. Blätter:  1         Datum: 27.05.98

Karte nur zur Benutzung in den Räumen der Universität Ulm, Vorlesungssammlung Physik

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Stichworte:

Tunneleffekt: Analogon mit Licht; Totalreflexion: Tunneleffekt mit Licht

 

Zweck:

Nachweis, daß das an einer Grenzfläche Glas-Wasser totalreflektierte Licht etwas in die verbotene Zone eindringt. Durch Annähern einer zweiten Glasplatte kann etwas Licht „abgezapft“ werden.

 

Zubehör:

Bogenlampe {6-4} mit kleinem braunen Kondensor {5-2}

je eine optische Bank 100, 50, 25 cm lang {5-4}

Abblendschirm {94-5}

Wärmeschutzfilter KG1 {93-3}

Irisblende {91-2, 70 bis 79}

3 Umkehrprismen {5-1}

Flintglasprisma 60° {92-2}

fusselfreies Kleenex {über Waschbecken}

1 Tropfen Wasser

Aufbau:

Mittleres Umkehrprisma mit einer waagrechten Fläche gut festschrauben. Diese Fläche gut reinigen (fusselfreies Kleenex, Alkohol). Darauf, mit einem Tropfen Wasser dazwischen, das 60° Prisma legen.

VORSICHT: Das Prisma rutscht auf dem Wasser sehr gut und fällt gerne auf den Boden. Es fehlt dann stets eine Ecke. Deshalb aufpassen, besonders beim Andrücken!

Das leicht divergente Lichtbündel, das von der Irisblende begrenzt und vom ersten Umkehrprisma umgelenkt wird, trifft auf das 60° Prisma. An derGrenzfläche zum zweiten Umkehrprisma tritt für ein Teil des Bündels Totalreflexion ein. Dieses Licht tritt durch die zweite Seite des Prismas aus und trifft auf die Projektionswand. Das in das zweite Prisma eingetretene (nicht totalreflektierte Licht) wird mit dem 3. Umkehr­prisma auch auf die Projektionswand umgelenkt. Optimal ist es, wenn der Grenzwinkel der Totalreflexion gerade in der Mitte des Lichtbündels ist. Es kann aber auch alles Licht totalreflektiert werden.

 

Durchführung:

Zunächst - bei „dicker“ Wasserschicht - wird im Bereich der Totalreflexion alles Licht reflektiert, nichts geht durch das Wasser hindurch. Außerhalb des Bereichs der Totalreflexion sieht man Interferenzfarben dünner Schichten. Die Farben der beiden Lichtbündel sind komplementär.

Durch Andrücken des Prismas (VORSICHT, siehe oben) wird die Wasserschicht dünner, die Interferenzstreifen verschwinden und es geht etwas Licht durch den verbotenen Bereich: Tunneleffekt für Photonen!

Hinweis:

Tunneleffekt mit Mikrowellen ® Versuch O-79