Simulation zum Doppelspalt / Zwei Erreger.

Das Programm "dspalt" dient dazu, die Überlagerung zweier kohärenter Wellen, die von zwei Zentren ausgehen, sichtbar und verständlich zu machen.

Sie können das Programm am Ende dieser Seite, nach der Programmbeschreibung, als ZIP- oder EXE-Datei herunterladen.

Das Programmfenster, das für eine Auflösung von 800x600 Punkten konzipiert wurde, gliedert sich in zwei Teile:

(1) Wellenfeld.

Im linken Feld sieht man die Überlagerung der beiden Wellen, so wie man sie auch von zwei übereinandergelegten Transparentfolien mit Ringsystemen kennt. Mit den Schiebreglern im Feld "Parameter Welle" kann man den Abstand der beiden Erreger, die Wellenlänge und den Abstand des Schirms von den Erregern variieren und so verschiedene Überlagerungen studieren.

(2) Auswertungsfeld.

Klickt man auf "Auswerten", so läuft ein "Schlitten" von links nach rechts über den "Schirm" im Wellenfeld. Ein grüner Zeiger zeigt dessen Position an.
Die Wegstrecken von den Erregern zum aktuellen Bildschirmpunkt werden berechnet und als Wellenzahlen (wieviele Wellenlängen Lamda "passen" auf diese Strecke?) im rechten Bildfeld oben angezeigt. Weiterhin wird unter "Phase" ausgegeben, unter welchem Phasenwinkel die Welle in dem Punkt ankommt. (dieser Winkel ist im Gradmaß einfach der Nachkomma-Anteil der Wellenzahl mal 360 Grad).

Darunter sind die zugehörigen Amplitudenzeiger mit richtigem Phasenwinkel aufgetragen und zur Gesamtamplitude addiert (Amplitudendreieck - Einzelamplituden rot und blau, Gesamtamplitude grün). Die Projektion der Gesamtamplitude auf die Vertikale bestimmt die Gesamtintensität.
Bei mechanischen Wellen ist die Gesamtintensität die Vektorsumme, bei elektromagnetischen Wellen ist es das Amplitudenquadrat (Bestrahlungsstärke). Im Programm kann beides nach Wahl ausgegeben werden.

Es wird davon ausgegangen, dass in jedem Zentrum eine Welle losläuft. Effekte des Einzelspalts sind also nicht berücksichtigt.

Die Geschwindigkeit der Auswertung kann über den Schieberegler "Verzögerung" beeinflußt werden.
Weiterhin kann man mit dem Schaltknopf "stop" die Auswertung anhalten, "weiter" setzt die Auswertung fort.
Die beiden Knöpfe "Schritt vor" und "Schritt zurück" dienen dazu, dass man sich in einen interessanten Bereich auch "hineintasten" kann, um die Wellenzahlen und die Phasenwinkel sowie deren Überlagerung genauer zu studieren. In diesem Modus werden auch die Verbindungslinien von den Errregern zum Punkt des "Schlittens" eingezeichnet.

Auch die Programme "Zeiger" und "Schwebung" von Guntram Dierolf tragen sehr zum vorbereitenden Verständnis für dieses Programm bei. Mehr dazu hier.

Gleiches gilt für das Programm "Wellenfeld" von Klaus-Dieter Grüninger das gewissermaßen eine Vorstufe zu diesem Programm ist. Mehr dazu hier.

Das Programm "dspalt.zip" herunterladen ( Benötigt zum Entpacken "Winzip". Enthält zusätzlich ein Arbeitsblatt )	( .zip-Datei, 215 kByte )
Das Programm ungepackt herunterladen	( .exe-Datei, 411 kByte )

Viel Vergnügen mit dem Programm
Klaus-Dieter Grüninger, Landesbildungsserver Baden-Württemberg