summaryrefslogtreecommitdiff
path: root/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-diffraction/pst-diffraction-docDE.tex
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Diffstat (limited to 'Master/texmf-dist/doc/generic/pst-diffraction/pst-diffraction-docDE.tex')
-rw-r--r--Master/texmf-dist/doc/generic/pst-diffraction/pst-diffraction-docDE.tex323
1 files changed, 323 insertions, 0 deletions
diff --git a/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-diffraction/pst-diffraction-docDE.tex b/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-diffraction/pst-diffraction-docDE.tex
new file mode 100644
index 00000000000..15e73c2bc07
--- /dev/null
+++ b/Master/texmf-dist/doc/generic/pst-diffraction/pst-diffraction-docDE.tex
@@ -0,0 +1,323 @@
+\documentclass[dvips,ngerman,a4paper]{article}
+\usepackage[T1]{fontenc}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage[bmargin=2cm,tmargin=2cm]{geometry}
+%
+\usepackage{pstricks,pst-node,pst-grad,url}
+\usepackage{pst-diffraction}
+\let\PSTfileversion\fileversion
+\let\PSTfiledate\filedate
+%
+\usepackage{ccfonts}
+\usepackage[euler-digits]{eulervm}
+\usepackage[scaled=0.85]{luximono}
+\def\UrlFont{\small\ttfamily}
+\makeatletter
+\def\verbatim@font{\small\normalfont\ttfamily}
+\makeatother
+\usepackage{prettyref}
+\usepackage{fancyhdr}
+\usepackage{babel}
+\usepackage[colorlinks,linktocpage]{hyperref}
+
+\pagestyle{fancy}
+\def\Lcs#1{{\ttfamily\textbackslash #1}}
+\lfoot{\small\ttfamily\jobname.tex}
+\cfoot{Documentation}
+\rfoot{\thepage}
+\lhead{PSTricks}
+\renewcommand{\headrulewidth}{0pt}
+\renewcommand{\footrulewidth}{0pt}
+\newcommand{\PS}{PostScript}
+\newcommand\CMD[1]{\texttt{\textbackslash#1}}
+\makeatother
+\usepackage{framed}
+\definecolor{shadecolor}{cmyk}{0.2,0,0,0}
+\SpecialCoor
+
+\title{\texttt{pst-diffraction}\\[6pt]
+\mbox{}\\[1cm]
+Beugungsmuster für Beugung an kreisförmigen, rechteckigen und dreieckigen
+Öffnungen
+---\\[10pt]
+{\normalsize v. \PSTfileversion (\PSTfiledate)}}
+\author{%
+ \tabular[t]{c}Manuel Luque\\[3pt]
+ \url{ml@PSTricks.de}
+ \endtabular \and
+ \tabular[t]{c}Herbert Vo\ss\\[3pt]
+ \url{hv@PSTricks.de}\endtabular%
+}
+\date{\today}
+\begin{document}
+\maketitle
+\vfill
+Dank an Doris Wagner für die Übersetzung der Dokumentation.\\
+Beiträge und Anmerkungen lieferten: Julien Cubizolles.
+
+\clearpage
+\tableofcontents
+\clearpage
+
+
+\section{Versuchsaufbau}
+
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(0,-3)(12,3)
+\pnode(0,0){S} \pnode(4,1){L'1} \pnode(4,-1){L'2} \pnode(6,1){E'1} \pnode(6,-1){E'2}
+\pnode(6,0.5){E1}\pnode(6,-0.5){E2}\pnode(8.5,1.5){L1}\pnode(8.5,0.5){L2}\pnode(11.5,1.25){P}
+% lentille L'
+\pscustom[fillstyle=gradient,linecolor=blue,gradend=white]{%
+ \code{0.5 0.83333 scale}
+ \psarc(4,0){4.176}{-16.699}{16.699}
+ \psarc(12,0){4.176}{163.30}{196.699}}
+% lentille L
+\pscustom[fillstyle=gradient,linecolor=blue,gradend=white]{%
+ \code{1 1.5 scale}
+ \psarc(4.5,0){4.176}{-16.699}{16.699}
+ \psarc(12.5,0){4.176}{163.30}{196.699}}
+\pspolygon[linestyle=none,fillstyle=vlines,
+ hatchcolor=yellow](S)(L'1)(E'1)(E1)(L1)(P)(L2)(E2)(E'2)(L'2)
+\uput[90](4,1){$L'$}\uput[90](8.5,2){$L$}
+\psdot(S)\uput[180](S){S}
+\psline(S)(12,0)\psline[linewidth=2\pslinewidth](6,2)(6,0.5)\psline[linewidth=2\pslinewidth](6,-2)(6,-0.5)
+\psline[linestyle=dashed](6,0.5)(6,-0.5)\psline(11.5,-3)(11.5,3)\psline(S)(L'1)(E'1)\psline(S)(L'2)(E'2)
+\uput[0](P){P}
+\psline(E1)(L1)(P)\psline(E2)(L2)(P)\psline[linestyle=dashed](8.5,0)(P)
+%\rput(8.5,0){\psarc{->}(0,0){1.5}{0}{!1.25 3 atan}\uput[0](1.5;15){$\theta$}}
+\uput[-90](10,0){$f$}\uput[0](6,2){E}\uput[135](6,0){T}\uput[45](11.5,0){O}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+
+Das von der punktförmigen Lichtquelle S ausgehende monochromatische Licht verlässt die
+Sammellinse L' achsenparallel und trifft auf die Blende E mit der Öffnung T.
+Das Licht wird an der Öffnung gebeugt:
+Jeder Punkt in der Öffnung wirkt als punktförmige Lichtquelle (Huygens'sches Prinzip) und es entsteht ein
+Interferenzmuster (Beugungsmuster), welches auf einem Schirm beobachtet werden kann. Ist der Schirm von der
+Blende hinreichend weit entfernt, so spricht man von Fraunhofer'scher Beugung.
+In diesem Fall kann man annehmen, da"s alle Lichtstrahlen, die von der Öffnung her kommen und
+denselben Punkt P auf dem Schirm treffen, parallel verlaufen.\\
+In der Praxis will man den Abstand zwischen Schirm und Blende klein halten. Deshalb
+wird zwischen die Blende und den Schirm eine Sammellinse L montiert und der
+Schirm (in der Zeichnung enthält er die Punkte P und O) in die Brennebene dieser Linse gestellt.
+Links von der Linse parallel verlaufende Lichtstrahlen werden dann im Punkt P in der Brennebene
+fokussiert.
+
+Die folgenden PSTricks-Befehle ermöglichen es, Beugungsmuster für
+verschiedene Formen von Blendenöffnungen zu erstellen. Dabei wird die Verwendung von monochromatischem
+Licht vorausgesetzt. Die Blenden können eine rechteckige, kreisförmige oder
+dreieckige Öffnung haben.
+
+Als mögliche Optionen für die Befehle hat man die Abmessungen, die sich aus dem jeweiligen
+Versuchsaufbau ergeben, etwa
+den Radius bei Verwendung einer Lochblende. Au"serdem kann man die Wellenlänge des verwendeten Lichts
+angeben (die zugehörige Farbe wird vom Paket dann automatisch zugeordnet).
+
+Es gibt drei Befehle, jeweils einen für rechteckige, kreisförmige und
+dreieckige Öffnungen:
+
+
+\begin{verbatim}
+\psdiffractionRectangle[<Optionen>]
+\psdiffractionCircular[<Optionen>]
+\psdiffractionTriangle[<Optionen>]
+\end{verbatim}
+
+
+\section{Die Farbe}
+Die gewünschte Lichtfarbe wird über die Angabe der zugehörigen Wellenlänge
+$\lambda$ (in Nanometern) definiert. Für die Farbe rot beispielsweise gibt man als
+Option \texttt{[lambda=632]} an wegen $\lambda_{\textrm{rot}}=632\,\textrm{nm}$.
+
+Die Umrechnung der Wellenlänge in den entsprechenden Wert des
+\texttt{RGB}-Farbschemas wird von PostScript durchgeführt. Der zugrunde liegende
+Code lehnt sich an an ein Fortran-Programm, welches man auf folgender Seite
+findet:
+\url{http://www.midnightkite.com/color.html}.
+
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+\section{Beugung an einer rechteckigen Blendenöffnung}
+
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-2,-1)(2,1.5)
+\psframe(-0.5,-1)(0.5,1)
+\pcline{<->}(-0.5,1.1)(0.5,1.1)
+\Aput{$a$}
+\pcline{<->}(0.6,1)(0.6,-1)
+\Aput{$h=k\times a$}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+
+Die Breite des Rechtecks mit der Fläche $h=k\times a$ wird
+über den Buchstaben \texttt{[a]} definiert, die Höhe
+über den Buchstaben \texttt{[k]}.
+Die Brennweite der Linse gibt man durch \texttt{[f]} an, die Auflösung kann man mit der
+Option [pixel] verändern.
+Mit der Option \texttt{[contrast]} kann man erreichen, da"s die Nebenmaxima des
+Beugungsmusters deutlicher werden.\\
+Ein Schwarzweissbild erhält man, wenn man die Option \texttt{[colorMode=0]}
+verwendet, \texttt{[colorMode=1]} liefert das zugehörige Negativ. Die Optionen
+\texttt{[colorMode=2]} bzw. \texttt{[colorMode=3]} liefern Farbbilder im
+CMYK-Farbmodell bzw. RGB-Farbmodell.
+
+Defaultmä"sig sind folgende Werte voreingestellt:
+\begin{itemize}
+ \item \texttt{[a=0.2e-3]} in m ;
+ \item \texttt{[k=1]} ;
+ \item \texttt{[f=5]} in m ;
+ \item \texttt{[lambda=650]} in nm ;
+ \item \texttt{[pixel=0.5]} ;
+ \item \texttt{[contrast=38]}, Maximalwert ;
+ \item \texttt{[colorMode=3]}.
+\end{itemize}
+
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-4,-4)(4,4)
+\psdiffractionRectangle[f=2.5]
+\uput[270](0,-3.5){$\backslash$\texttt{psdiffractionRectangle[f=2.5]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-2,-4.5)(2,4.5)
+\psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=0.5,f=4,pixel=0.5,colorMode=0]
+\uput[270](0,-4.5){$\backslash$\texttt{psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=0.5,f=4,colorMode=0]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-4,-2.5)(4,3)
+\psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=2,f=10,lambda=515,colorMode=1]
+\uput[270](0,-2){$\backslash$\texttt{psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=2,f=10,lambda=515,colorMode=1]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-4,-1)(4,1)
+\psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=20,f=10,pixel=0.5,lambda=450]
+\uput[270](0,-0.5){$\backslash$\texttt{psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=20,f=10,lambda=450]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+
+
+
+\section{Beugung an zwei rechteckigen Blendenöffnungen}
+
+%\begin{shaded}
+%Diese Simulation wurde von Julien
+%\textsc{Cubizolles} erstellt.
+%\end{shaded}
+Man kann auch das Beugungsmuster zweier kongruenter Rechtecke (so nebeneinander
+angeordnet, da"s ihre Grundlinie auf der $x$-Achse liegt) erstellen,
+indem man zusätzlich
+zu den Angaben für den Fall nur eines Rechtecks die Option \texttt{[twoSlit]} angibt.
+Defaultmä"sig ist \texttt{[twoSlit]} deaktiviert. Den Abstand zwischen den beiden
+Rechtecken kann man über die Option $s$ einstellen. Sie wird, wenn nichts anderes angegeben
+wird, mit dem Wert
+$\texttt{12e-3}\,\mathrm{m}$ belegt.
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-4,-1)(4,1)
+\psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=10,f=10,pixel=0.5,lambda=650,twoSlit,s=2e-3]
+\uput[270](0,-0.5){$\backslash
+$\texttt{psdiffractionRectangle[a=0.5e-3,k=10,f=10,pixel=0.5,lambda=650,twoSlit,s=2e-3]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+\clearpage
+
+
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+\section{Beugung an einer kreisförmigen Blendenöffnung}
+Der Lochradius wird über den Buchstaben \texttt{r} angesprochen, beispielsweise
+\texttt{[r=1e-3]}. Der Default ist $r=1$ mm. Im ersten Quadranten wird der Graph der
+Intensitätsverteilung abgebildet (das Maximum in der Mitte wird abgeschnitten,
+falls es über den oberen Rand der \texttt{pspicture}-Umgebung hinausgeht).
+
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-5,-5)(5,5)
+\psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,pixel=0.5,lambda=520]
+\uput[270](0,-5){$\backslash$\texttt{psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,lambda=520]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+\section{Beugung an zwei kreisförmigen Blendenöffnungen}
+Es ist nur der Fall gleich gro"ser Radien vorgesehen, diesen gemeinsamen Radius
+spezifiziert man wie vorher über \texttt{[r=\dots]}. Au"serdem muss man den
+halben Abstand der beiden Kreismitten festlegen vermöge \texttt{[d=\dots]},
+beispielsweise \texttt{[d=3e-3]}. Zusätzlich muss man die Option
+\texttt{[twoHole]} verwenden.\\
+Der Bildaufbau kann in diesem Fall etwas länger dauern\dots
+
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-5,-5)(5,4)
+\psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,d=3e-3,lambda=515,twoHole]
+\uput[270](0,-4){$\backslash$\texttt{psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,d=3e-3,lambda=515,twoHole]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-6,-6)(6,6)
+\psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,d=2e-3,lambda=700,twoHole,colorMode=0]
+\uput[270](0,-5){$\backslash$\texttt{psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,d=2e-3,lambda=700,twoHole,colorMode=0]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+
+Nicht in jedem Fall ergibt sich im mittleren Kreis ein Streifenmuster. Die Anzahl $N$ der Streifen
+im Inneren ist gegeben durch $N=2,44\frac{d}{r}$. Man kann diesen Effekt also erst für
+$N\geq2$ bzw. ab $d=\frac{2r}{1,22}$ beobachten (siehe
+\url{http://www.unice.fr/DeptPhys/optique/diff/trouscirc/diffrac.html}).
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-5,-6)(5,5)
+\psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,d=4.1e-4,lambda=632,twoHole]
+\uput[270](0,-5){$\backslash$
+\texttt{psdiffractionCircular[r=0.5e-3,f=10,d=4.1e-4,lambda=632,twoHole]}}
+\end{pspicture}
+\end{center}
+
+
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+\section{Brechung an einer dreieckigen Blendenöffnung}
+Es ist nur der Fall eines gleichseitigen Dreiecks vorgesehen. Als Option gibt man dessen Höhe
+\texttt{[h]} an, welche sich bekanntlich über $h=\frac{\sqrt{3}}{2}s$ aus der Seitenlänge $s$
+des Dreiecks berechnet. Ein Schwarzweissbild erhält man mit \texttt{[colorMode=0]}.
+
+\begin{center}
+\begin{pspicture}(-1,-1)(1,1)
+\pspolygon*(0,0)(1;150)(1;210)
+\pcline{|-|}(-0.732,-1)(0,-1)
+\Aput{$h$}
+\end{pspicture}
+
+\vspace{1cm}
+$\backslash$\texttt{psdiffractionTriangle[f=10,h=1e-3,contrast=38,colorMode=]}
+
+\makebox[\linewidth]{%
+\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
+\psdiffractionTriangle[f=10,h=1e-3,lambda=515,contrast=38]
+\uput[270](0,-2.5){default color mode (>1)}
+\end{pspicture}
+\quad
+\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
+\psdiffractionTriangle[f=10,h=1e-3,colorMode=1,contrast=38,lambda=515]
+\uput[270](0,-2.5){\texttt{colorMode=1}}
+\end{pspicture}
+\quad
+\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
+\psdiffractionTriangle[f=10,h=1e-3,colorMode=0,contrast=38,lambda=515]
+\uput[270](0,-2.5){\texttt{colorMode=0}}
+\end{pspicture}}
+
+\end{center}
+
+
+
+
+%\section{Credits}
+
+
+\bgroup
+\nocite{*}
+\raggedright
+\bibliographystyle{plain}
+\bibliography{pst-diffraction-doc}
+\egroup
+
+
+
+\end{document}