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Seltsame Beugungsschärfe

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  Seltsame Beugungsschärfe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2016-10-25 06:31 +0000
    Re: Seltsame Beugungsschärfe Ronald Benedik <ronald.benedik@aon.at> - 2016-10-25 09:32 +0200
      Re: Seltsame Beugungsschärfe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2016-10-25 08:02 +0000
        Re: Seltsame Beugungsschärfe Ronald Benedik <ronald.benedik@aon.at> - 2016-10-25 11:11 +0200
          Re: Seltsame Beugungsschärfe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2016-10-25 11:29 +0000
    Re: Seltsame Beugungsschärfe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2016-10-25 18:47 +0000
    Re: Seltsame Beugungsschärfe Gernot Griese <ggriese@gmx.de> - 2016-10-26 16:08 +0200
      Re: Seltsame Beugungsschärfe Jan Bruns <ebay@abnuto.de> - 2016-10-26 20:22 +0000
        Re: Seltsame Beugungsschärfe Jens Kallup <jkallup@web.de> - 2016-10-26 23:25 +0200
          Re: Seltsame Beugungsschärfe Xenon131 <germanmidnightrunner@gmail.com> - 2016-10-29 17:52 -0700

#100270 — Seltsame Beugungsschärfe

Hallo.

So als eines der ersten Experimente mit einer 
neu angeschafften Laserdiode (ca. 638nm) habe
ich Fotos vom Beugungsmuster einer Spaltblende
gemacht.

http://abnuto.de/jan/beug/IMG_2164.JPG (140kB)

Dabei ist mir (wieder) ein Effekt aufgefallen,
den ich gar nicht so recht zu deuten vermag.

http://abnuto.de/jan/beug/IMG_2164_2.JPG

Konkret enthält das Beugungsmuster parallel zum 
Spalt überaus hochfrequente Struktur, die sich
wohl auf die reale Form der Spaltkanten zurückführen
lassen. Es bilden sich senkrecht zum Spalt dünne, 
gestrichelte Linien, die jeweils unterschiedliche 
Stricherlungsweiten und davon auch noch tendenziell 
eher unabhängig: Leuchtweiten haben. In der Summe
nähern die allerdings schon auch das eigentlich 
erwartete Beugungsmuster an.

http://abnuto.de/jan/beug/bwcutIMG_2247.JPG (700kB)

Gerade in den Lichtschwächeren Randbereichen sieht 
das schon sehr mysteriös aus, weil diese 
gestrichelten Linien so wundersam fein aufgelöst 
erscheinen. Wie kann das?


Aufbau:
Laserdiode 5mW ohne Optik, als diffuse Punktquelle 
im Abstand etwa 5m zur Blende, von dort ca. 235mm 
ohne Optiken zum Kamerasensor (ca. 22x14,5mm),
Belichtungszeit 30s.

http://abnuto.de/jan/beug/IMG_2241.JPG (20MB)
http://abnuto.de/jan/beug/IMG_2241.CR2 (20MB, Rohdaten)

Spalt ca. 165µm x 7700µm:
http://abnuto.de/jan/beug/schlitz.JPG  (42kB)


Gruss

Jan Bruns

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#100271

Ich tippe auf eine Eigenschaft des Spalts. Ist die Diode diffus kann man 
die Beugungsmuster eines Haares probieren und vergleichen

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#100272

Ronald Benedik:
> Ich tippe auf eine Eigenschaft des Spalts. Ist die Diode diffus kann man 
> die Beugungsmuster eines Haares probieren und vergleichen

Naja, aussehen tut es ja in der Tat irgendwie, als wenn 
es sich bei den feinen Linien um Reflektionen auf der 
Materialstärke des Blendenmaterials handelt. Warum solche 
dann allerdings sowohl genau senkrecht zum Spalt verlaufen
als auch ein zur eine Spaltbreite passende 
Interferenzerscheinung zeigen sollten, wüsste ich nicht.

Gruss

Jan Bruns

PS: Auf Polarisation habe ich nicht so genau geachtet, bei
den grossen Bilddateien war es aber wohl grob passend entweder
parallel oder senkrecht zum Spalt.

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#100273

Ich hatte einmal einen Laserpointer mit Streulicht, das lag an der 
runden Öffnung für den Laser.

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#100275

Ronald Benedik:

> Ich hatte einmal einen Laserpointer mit Streulicht, das lag an der 
> runden Öffnung für den Laser.

Soweit klar. Ich kenne das z.B. vom Fotografieren. 
Man malt sich ja leicht aus, daß unter Vernachlässigung 
von Beugung etwa mit einem Loch in der Grössenordnung 
des Pixelpitches ein scharfes Bild entstünde. 

Die beugungsbedingte Auflösungsgrenze wird aber immer 
gröber, je kleiner das Loch wird. Wählt man das Loch 
zu klein, wird es hinsichtlich des fast völlig 
einfarbigen Bildes schnell fast völlig egal, in welche 
Richtung man die Kamera ausrichtet.

Wiki meint dazu:

sin(alpha_auflös) = 1,22 * Wellenlänge/Öffnungsdurchmesser


Gruss 

Jan Bruns

PS: Nochmal zur Polarisation, also die Ausrichtung der
Laserdiode war so, daß der breitere Abstrahlwinkel 
horirzontal ausgerichtet war, wie auch die Kamera. Dazu
senkrecht, also vertikal der Spalt, entlang des kleineren
Abstrahlwinkels der Diode. Das heisst...?

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#100277

Jan Bruns:

> Gerade in den Lichtschwächeren Randbereichen sieht 
> das schon sehr mysteriös aus, weil diese 
> gestrichelten Linien so wundersam fein aufgelöst 
> erscheinen. Wie kann das?

Ich habe mal zu Vergleichszwecken eine dreieckige Blende 
gebastelt (Kantenlänge etwa 4mm).

Mit ansonsten ähnlichem Aufbau warf nach 138s 
Belichtungszeit (das Dreieck selbst war nach ca. 1s 
auf Anschlag im Rotkanal) folgendes JPEG (3,5MB) raus:

http://abnuto.de/jan/beug/IMG_2260.JPG

Immerhin sieht es ganz anders aus, als ich vermutet 
hätte, allerdings auch deutlich anders, als 

https://de.wikipedia.org/wiki/Beugungsscheibchen#/media/File:Twod_fourier_1.png

aber die Tendenz, daß sich 6 Strahlen ergebenn, ist zu sehen.

Hilft zwar bei der Ausgangsfrage nicht wirklich weiter, ist
aber auch schön bunt. 

Gruss

Jan Bruns

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#100288

Am 25.10.2016 um 08:31 schrieb Jan Bruns:

> Spalt ca. 165µm x 7700µm:
> http://abnuto.de/jan/beug/schlitz.JPG  (42kB)

Das ist kein Spalt sondern eine Kraterlandschaft ;-)

Versuche es doch mal mit einem Spalt aus zwei Rasierklingen.

Gernot

-- 
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#100295

Gernot Griese:
> Jan Bruns:

>> Spalt ca. 165µm x 7700µm:
>> http://abnuto.de/jan/beug/schlitz.JPG  (42kB)
 
> Das ist kein Spalt sondern eine Kraterlandschaft ;-)

Ja, wäre wohl auch noch krasser, wenn man sich das noch genauer
ansehen könnte. Für dieses Foto vom Spalt habe ich absichtlich
eine kleine Blende (also beim Makro-Objektiv) verwendet (wegen
der Dicke des Spalt-Plättchens).

Ich ehme an, das ist einfach gefräst, oder so. Zweifellos
wird es glatter gehen.
 
> Versuche es doch mal mit einem Spalt aus zwei Rasierklingen.

Wären die denn "besser"? Wir sprechen ja über Fehler im Bereich 
von +- 2 Hunderstel mm pro Kante. Mit blossem Augen sehen kann 
ich die nicht. Und eine vage, möglicherweise von der Zeit 
verfärbte Erinnerung besagt, daß Rasierklingen schon mit
blossem Auge Fehler anzusehen waren.

Gruss

Jan Bruns

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#100297

dann nimm doch 2 Glasplättchen,
die Du mit einen Tropfen Wasser
befeuchtest und zusammen fügst.
Kannst ja versuchen in einer
Rotlichtkammer oder einer Blau-
lichkammer (Tageslicht) das
Experiment fortzusetzen. Musst
halt die Krümmung sowie die
Itensität des einfallendes
Lichtes berücksichtigen.

Jens

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#100442

Am Mittwoch, 26. Oktober 2016 23:26:36 UTC+2 schrieb Jens Kallup:
> dann nimm doch 2 Glasplättchen,
> die Du mit einen Tropfen Wasser
> befeuchtest und zusammen fügst.
> Kannst ja versuchen in einer
> Rotlichtkammer oder einer Blau-
> lichkammer (Tageslicht) das
> Experiment fortzusetzen. Musst
> halt die Krümmung sowie die
> Itensität des einfallendes
> Lichtes berücksichtigen.
> 
> Jens

Es ist unmöglich daß ein theoretischer Physiker die Beugung erklären kann.

Sind die Photonen etwa mit der Spalt-Kante ( = edge ) zusammengeprallt ?

Wenn wir die Äther-Theorie wieder aus dem Mülleimer holen dann geht's.

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