Beugung

Mit dem Phänomen der Beugung befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter der Beugung versteht und gehen dabei auch auf die Interferenz, den Doppelspalt und das optische Gitter ein. Dieser Artikel gehört zum Bereich Optik.

Es gibt in der Physik ein Modell zum Licht, welches als "Modell Lichtstrahl" bezeichnet wird. Dabei geht man davon aus, das Licht von Lichtquellen ausgestrahlt wird uns sich gradlinig ausbreitet. Dies ist solange der Fall, bis das Licht von einem Objekt in seiner gradlinigen Ausdehnung gestoppt wird. Das Modell Lichtstrahl hilft bei der Beschreibung der Ausbreitung des Lichtes im Raum sowie an Linsen oder Spiegeln.

Trifft das Licht jedoch auf eine Wand mit einer kleinen Öffnung, so ist es nicht nur direkt in der "Laufbahn" des Lichtes hell, sondern auch seitlich hinter dem Loch. Das Modell "Lichtstrahl" ist somit ungeeignet um die Ausbreitung von Licht ausreichend zu beschreiben. Dadurch wird klar, dass sich Licht nicht nur gradlinig ausbreitet, sondern durch die Welleneigenschaften auch weitere Bereiche erreichen kann. Daher kommen wir zum Begriff der Beugung: Die Beugung ist die „Ablenkung“ von Wellen  an einem Hindernis. Bei Beugungserscheinungen kann sich die Welle im geometrischen Schattenraum des Hindernisses (Spalt, Gitter, Fangspiegel usw.) ausbreiten.

Die folgende Grafik zeigt eine schwarz eingezeichnete Lichtquelle, die in alle Richtungen Licht abstrahlt. Dabei trifft das Licht auf eine Wand mit einem kleinen Loch. Im direkten Weg des Lichtes ist es dabei immer am hellsten. Jedoch ist es - deutlich schwächer natürlich - auch in der Umgebung davon hell.

Beugung: Interferenz, Doppelspalt, Optisches Gitter

Zu diesem Gebiet der Optik gehören noch weitere Themen. Diese möchten wir euch hier kurz vorstellen und weiterführende Links anbieten.

Interferenz: Was ist eigentlich Interferenz bzw. was sind Interferenzen? Nun, darunter stellt man sich die Überlagerung von Wellen vor und die dadurch verbundenen Effekte, zum Beispiel Verstärkung und Auslöschung. Geht man zum Beispiel an einen See und wirft zwei Steine gleichzeitig auf die Oberfläche, kann man die Interferenz der Wellen beobachten. Mehr dazu in unserem Artikel zur Interferenz.

Doppelspalt: Darunter versteht ein Material, in dem zwei "Lücken" sind - also zwei Spalten - durch welches Licht fällt. Nun stellt sich die Frage: Wo liegen die Maxima? Mehr dazu in unserem Artikel zum Doppelspalt.

Optisches Gitter: Natürlich kann es auch noch mehr als zwei Spalten geben, dann spricht man von einem optischen Gitter mit N Spalten (N für die Anzahl der Spalten). Bei gleicher Gitterkonstante ist die Lage der Maxima beim optischen Gitter die gleiche, wie beim Doppelspalt. Allerdings sind die Maxima dann schärfer ausgebildet. Mehr dazu in unserem Artikel zum optischen Gitter.

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