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Physik » Optik » Phasenverschiebung bestimmen, Genauigkeit
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Universität/Hochschule J Phasenverschiebung bestimmen, Genauigkeit
alex2007
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  Themenstart: 2017-10-23

Hallo, ich habe eine eher praktisch/technische Frage. Ich habe in der Literatur einen Hinweis gefunden, dass sich Phasen und Winkel leichter bestimmen lassen, als Intensitäten. Was ja Sinn macht, wenn man sich die Präzision entsprechender Messverfahren anschaut und miteinander vergleicht. Weiterhin heißt es, dass Phasenverschiebungen bis auf Tausendstel von 2pi bestimmt werden können. Die Frage die ich mir aber Stelle: Wie geht das eigentlich? Also wieso ist es so viel leichter Winkel auf Bruchteile genau zu bestimmen, während bei Intensitäten die Auflösung deutlich geringer ist? Liegt es daran, das Phasenverschiebungen relative Größen sind, bei denen man klare Ausgangszustände mit Endzuständenvergleicht? Obwohl genau genommen, mache ich das bei Transmissions- oder Reflexionsmessungen ja auch bezüglich der Intensität Kann mir da jemand eine Erklärung für geben? LG


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lula
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  Beitrag No.1, eingetragen 2017-10-23

Hallo so allgemein ist das schwer zu sagen, es kommt schon darauf an, was man misst , aber Phasenverschiebungen lassen sich durch Interferenz sehr genau feststellen , wie genau das geht sieh die Messung der Gravitationswellen! deren Intensität ist sicher nur sehr ungenau im Verhältnis dazu! bis dann, lula


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alex2007
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  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2017-10-23

\quoteon(2017-10-23 17:06 - lula in Beitrag No. 1) Hallo so allgemein ist das schwer zu sagen, es kommt schon darauf an, was man misst , aber Phasenverschiebungen lassen sich durch Interferenz sehr genau feststellen , wie genau das geht sieh die Messung der Gravitationswellen! deren Intensität ist sicher nur sehr ungenau im Verhältnis dazu! bis dann, lula \quoteoff Hallo, danke für die Antwort. Ok, durch Interferenz, aber da erschließt sich mir immer noch nicht, wie das dann konkret gemacht wird. Weil bei der Interferenz würde ich ja prinzipiell auch die Intensität direkt messen und kann daraus die Phasenverschiebung bestimmen. Wie messe ich direkt die Phasenverschiebung? Das es genauer ist, sehe ich ein. Wieso es so ist, verstehe ich leider nicht. Hast du oder jemand anderes die Erklärung parat?


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Berufspenner
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  Beitrag No.3, eingetragen 2017-10-23

Moin Da du die Frage im Unterforum für Optik gepostet hast, vermute ich mal, was wir uns im optischen Bereich des elektromagnetischen Spektrums bewegen sowie in den nahen Seitenbändern. Denn jeder Spektralbereich kann auf unterschiedliche Messmethoden und damit auf unterschiedliche Messgenauigkeiten zurückgreifen. Daher sollten wir erst einmal definieren, worüber wir genau reden. \quoteon(2017-10-23 16:47 - alex2007 im Themenstart) Ich habe in der Literatur einen Hinweis gefunden, dass sich Phasen und Winkel leichter bestimmen lassen, als Intensitäten. \quoteoff Kannst du dazu eine Quelle angeben?


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alex2007
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  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2017-10-23

@Berufspenner: Wir sprechen vom oberen Rand des UV-Bereich, bis in den unteren Bereich des Infraroten. Genauer gesagt geht es um Spektroskopie bezüglich der Reflexion an dünnen Schichten, um die Schichtdicke zu bestimmen. Dabei sind Methoden, die Phasenverschiebungen messen deutlich genauer, als Reflektometrie, wo es um die direkte Messung der Reflektivität (Intensität) geht. Woran liegt das, dass Phasenverschiebungen in diesem Bereich genauer bestimmt werden können?


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Berufspenner
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  Beitrag No.5, eingetragen 2017-10-23

Das ist ein ganz schön großer Bereich, in dem sich die Wechselwirkung mit Materie nicht gleichmäßig verhält. Gerade im oberen und mittleren UV Bereich kann der Brechungsindex und damit die Reflektivität schnell mal stark abfallen. Ebenso kann es große Schwankungen im sehr breiten Infrarotbereich geben. Aber das nur als Anmerkung. In der Tat lassen sich Phasenverschiebungen sicher direkt durch Interferenzen sehr fein messen. Das geht mit Strahlung hoher Kohärenz (Laserstrahlung) natürlich besonders gut. Häufig moduliert man die Laserstrahlung aber noch, so dass man Phasenverschiebungen durch Laufzeitunterschiede auch sehr gut mit einem Oszilloskop messen kann. Was die Intensität angeht ist es in diesem Wellenlängenbereich natürlich so, dass viele Detektoren darauf basieren Elektronen-Loch Paare zu erzeugen. Dieser Prozess ist aber u.a. durch Rauschprozesse überlagert. Da wird das genaue messen schon etwas schwerer. Man kann natürlich beliebig großen Aufwand betreieben, um die Messgenauigkeit zu erhöhen. Letztlich muss man sich dann aber ein konkretes Experiment angucken und definieren, was man mit "genauer bestimmen" genau meint.


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Dixon
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  Beitrag No.6, eingetragen 2017-10-24

\quoteon(2017-10-23 23:02 - alex2007 in Beitrag No. 4) Genauer gesagt geht es um Spektroskopie bezüglich der Reflexion an dünnen Schichten, um die Schichtdicke zu bestimmen. Dabei sind Methoden, die Phasenverschiebungen messen deutlich genauer, als Reflektometrie, wo es um die direkte Messung der Reflektivität (Intensität) geht. \quoteoff Dann geht es Ellipsometrie, da steht auch einiges über die Vorteile. Grüße Dixon


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