Dissertation

4. Talbotinterferometrie für die Partikelanalyse 65
0.5
(a)
0.5
(b)
1
1
0.8
0.8
y in mm
0
0.6
y in mm
0
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
Betragsquadrat
der Amplitude
−0.5
−0.5 0 0.5
1.5
x in mm
1
0.5
0
−0.5−0.4−0.3−0.2−0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
x in mm
0
Betragsquadrat
der Amplitude
−0.5
−0.5 0 0.5
1.5
x in mm
1
0.5
0
−0.5−0.4−0.3−0.2−0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
x in mm
0
Bild 4.14.: Betragsquadrat der Amplitude hinter einem Scheibchen mit 100 µm
Durchmesser im x-y-Schnitt und Querschnitt auf der Achse (a) an der
Position z = 1 mm und (b) an der Position z = 10 mm.
0,5
(a)
0,5
(b)
y in mm
0
y in mm
0
−0,5
−0,5 0 0,5
x in mm
−0,5
−0,5 0 0,5
x in mm
Bild 4.15.: Aufgenommenes Beugungsbild eines Chromscheibchens (a) an der Position
z = 1 mm und (b) an der Position z = 10 mm.
Intensitätsverteilung. Man sieht, dass direkt hinter dem Partikel Licht in den
Schattenraum des Scheibchens eindringt. Im x-y-Schnitt, der in Bild 4.14 als Simulation
und in Bild 4.15 als entsprechende Messung dargestellt ist, entsteht ein
heller Punkt auf der optischen Achse, der „Poissonscher Fleck“ genannt wird.
Poisson, ein eifriger Verfechter der Teilchennatur des Lichts und entsprechend
kategorischer Gegner der Wellenbeschreibung, hatte 1818 diesen scheinbar völlig
unsinnigen Fleck im Schatten eines kreisförmigen Hindernisses vohergesagt. Er
wollte damit die Fresnelsche Beugungstheorie ad absurdum führen. Der Fleck
wurde von Arago aber fast sofort bestätigt. Im Englischen ist die Bezeichnung
„spot of Arago“ oder „Poisson’s bright spot“ üblich [71].
Bild 4.16 zeigt das Betragsquadrat der Amplitude (linke Spalte) und die Phase
(rechte Spalte) für Scheibchen mit 10 µm, 20 µm, 50 µm und 100 µm Durchmesser
als Simulationsergebnis. Eine ebene Welle mit 633 nm Wellenlänge fällt von links
auf das Scheibchen ein, das sich bei z = 0 befindet.