Das CD-Spektrometer

Eine CD kann man auch als ein reflektierendes Beugungsgitter betrachten. Deren Gitterkonstante d entspricht dem Abstand zwischen zwei benachbarten Informationsrillen (bzw. der unbeschriebenen Fläche, da auch diese Licht streut).

Interferenz kommt zu Stande, wenn der Gangunterschied der reflektierten Strahlen a = dsina einem Vielfachen der Wellenlänge l entspricht:

Durch Verwendung von Laserlicht mit bekannter Wellenlänge l kann man die Gitterkonstante des Beugungsgitters bestimmen. Dazu muss die Entfernung l zwischen der Platte und dem Schirm sowie die Entfernung x zwischen den Streifen erster und nullter Ordnung gemessen werden. Daraus kann man den Sinus des Winkels a und mit Hilfe der Gittergleichung die Gitterkonstante d über die Streifen erster Ordnung (n = 1) bestimmen:

Kennt man die Gitterkonstante einer CD, so kann man mit ihrer Hilfe die Emission verschiedener Lichtquellen untersuchen.

Die Intensität der Farben der beobachteten Bilder ist verblüffend. Der Grund ist, dass es sich hierbei um reflektiertes Licht handelt und nicht um gebeugtes - wie im Falle des Prismas - und die Farben werden ohne dauerhaftes helles Licht beobachtet.

Das Licht einer Glühbirne erzeugt natürlich ein dauerhaftes Bild. Dies kann man beobachten, indem man sich z. B. mit dem Rücken zur Lampe in 2-3 Metern Abstand stellt und eine Platte mit ausgestreckten Armen etwas über den Augen hält. Zunächst muss man die Platte längs der waagerechten Achse kippen, so dass man im oberen Teil das Bild der Glühbirne sieht. Danach muss man den oberen Rand zu sich selber hin kippen, bis man das Beugungsbild erster Ordnung sieht.

Das "CD-Spektrometer" eignet sich fast ebenso gut für wissenschaftliche Zwecke wie ein echtes. Betrachte dazu die beiden Bilder mit den Cadmiumgas-Lampen.

Auf diesem Bild sieht man zwei Reihen von Streifen - das erste und zweite Beugungsbild.

Das Bild einer Cadmium-Lampe mit Hilfe einer CD.