Beugung von Licht
Unter der Beugung von Licht versteht man die Erscheinung, dass sich Licht hinter schmalen Spalten, kleinen Hindernissen und Kanten auch in die Schattenräume hinein ausbreitet. Beugung ist eine wellentypische Erscheinung. Erklärt werden kann die Beugung mithilfe des huygensschen Prinzips.
Ein experimentelles Beispiel für das Auftreten von Beugung bei Licht ist der POISSON-Fleck, benannt nach dem französischen Mathematiker und Physiker S. D. POISSON (1781-1840).
Fällt Licht von einer Lichtquelle aus auf einen Gegenstand oder einen breiten Spalt, so entsteht hinter dem Gegenstand bzw. seitlich des Spaltes ein Schatten. Das ergibt sich aus der geradlinigen Ausbreitung des Lichtes. Untersucht man aber genauer den Bereich hinter schmalen Spalten, kleinen Hindernissen oder auch Kanten, dann stellt man fest: Licht breitet sich auch in die Schattenräume hinein aus.
Die Erscheinung, dass sich Licht hinter schmalen Spalten, kleinen Hindernissen und Kanten auch in Schattenräume hinein ausbreitet, wird als Beugung bezeichnet.
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Beugung von Licht an einem schmalen Spalt
Beugung ist eine wellentypische Erscheinung . Sie kann nicht mit dem Modell Lichtstrahl, sondern nur mit dem Modell Lichtwelle erklärt werden. Für Wellen gilt das huygenssche Prinzip:
Jeder Punkt, der von einer Welle getroffen wird, ist Ausgangspunkt neuer Wellen, der Elementarwellen. Diese Elementarwellen überlagern sich zu einer neuen Wellenfront.
Geht man z. B. von einem Punkt einer Kante aus, auf die Licht trifft, dann gilt dort ebenfalls: Der betreffende Punkt ist Ausgangspunkt von Elementarwellen, die auch in den Schattenraum hinein gelangen. Ähnlich ist das bei einem schmalen Spalt oder bei einem kleinen Hindernis, dessen Abmessungen in der Größenordung der Lichtwellenlänge liegen.
Beugung tritt ständig in unserer Umgebung auf. Wir nehmen sie aber in der Regel nicht wahr, weil die Intensität des gebeugten Lichtes außerordentlich sehr gering ist. Dunkelt man aber einen Raum gut ab, so kann man die Beugung an Kanten, schmalen Spalten oder kleinen Öffnungen (Blenden) beobachten.
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Beugung von Licht an einer Kante
Der POISSON-Fleck
Der französische Mathematiker und Physiker S. D. POISSON (1781-1840) zweifelte die Wellentheorie des Lichts an, weil dann im Zentrum hinter einer beleuchteten Kugel ein heller Fleck zu beobachten sein müsste. Alle am Rande der Kugel gebeugten Lichtstrahlen haben den gleichen Weg, also den Gangunterschied 0 auf der Symmetrieachse der Kugel.
Dies beobachtet man tatsächlich, wenn man einen Stecknadelkopf in einen Laserstrahl bringt. POISSON hatte kein Laserlicht zur Verfügung. Nach ihm wird der helle Fleck hinter einem kleinen kugelförmigen Körper als POISSON-Fleck bezeichnet.
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Verlauf des Lichtes an einem kugelförmigen Körper
