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von Alexander Haußmann » 16. Mai 2016, 19:56
Hallo Andreas,
die Pollenform ist wirklich unsymmetrisch, auch wenn man alle erlaubten Drehungen der Pollen mit einbezieht - die "Airbags" bleiben nämlich immer oben.
Ich weiß nicht, ob man vertikale Symmetrie des Beugungsbildes anschaulich verstehen kann - streng genommen geht es um die Symmetrieeigenschaften der Fouriertransformation in der Fraunhoferbeugung bei reeller Blendenfunktion (der "Pollenschatten"), und die Tatsache, dass die Phaseninformation verlorengeht, da ein Fotosensor nur die Intensität des Lichtfeldes aufzeichnet.
Vielleicht kann man sichs so vorstellen: Nehmen wir ein einzelnes Pollenkorn, das von einem Laserstrahl beleuchtet wird, ganz analog zu Micha Großmanns Spektrodrom-Versuchen. Das Ergebnis entspricht dann im Wesentlichen auch der Pollenkorona am Himmel durch viele Pollen (die Mittelung durch die Drehungen kommt noch dazu, und das breite Sonnenspektrum, aber das macht erstmal nichts für den Moment).
Am Pollenrand wird die einfallende Lichtwelle gebeugt. Diese gebeugten Wellen interferieren dann, und auf einem Blatt Papier hinter dem Pollenkorn sieht man ein Interferenzmuster. Außerdem gibt es eine "optische Achse" in dem System, nämlich die Richtung des ursprünglichen Laserstrahls "durch" das Pollenkorn verlängert bis zum Papierschirm. Wo die Achse das Papier trifft, ist die "Mitte" des Beugungsbildes.
Gehe ich nun von der Achse nach oben, so habe ich an diesem Ort eine bestimmte Kombination der vom Pollenrand gebeugten Lichtwellen und bekomme eine bestimmte Gesamt-Amplitude, die Null sein kann (bei idealer destruktiver Interferenz), oder auch einen anderen Wert annimmt (und zwar braucht man eine komplexe Zahl, um das ordentlich zu beschreiben - d.h. Betrag und Phase). Wichtig ist nun, dass wenn ich den gleichen Weg von der Mitte auf dem Papier nach unten gehe, dieselbe Kombination der Teilwellen auftritt, bis auf einen Phasenversatz von 180° im Vergleich zu dem oberen Punkt. Das ist nun wirklich nicht offensichtlich, und diese Lücke macht die ganze Erklärung auch ziemlich schwammig. Aber die Mathematik ist an dieser Stelle eindeutig. Also nehmen wir mal hin, dass es so passiert. Da wir die Phase aber nicht "sehen" können (auch eine Kamera kann das nicht), wird dort die gleiche Intensität aufgezeichnet wie gegenüber, und wir haben ein Beugungsbild mit Symmetrie in der Vertikalen, ohne dass das beugende Objekt diese Symmetrie hat.
Ich hoffe das macht es etwas klarer. Falls ich noch eine schönere Erklärung in einem Buch finde, reiche ich die nach.
Viele Grüße,
Alex
Ein Traum sag ich nur. Man erkennt die Korona nur durch die Sonnenbrille und wenn die Sonne abgedeckt wird, ansonsten hat man keine Chance. Dass die Korona so klein und intensiv ist, hätte ich nicht gedacht.
