Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Freitag, 31. Juli 2020

Der Unterschied zwischen Brechung und Beugung: Was ist Beugung?

Bisher in dieser Serie:

- 26.6. Brechungsmodell nach Huygens
- 29.6. Brechungsmodell nach Fermat
-   9.7. Das Prinzip der kleinsten Wirkung
- 10.7. Ausgebremst!
- 13.7. Normale und anormale Brechung

Wir kommen nun zur Beugung:
Auch bei der Beugung verlässt  das Licht den  geraden Weg eines Lichtstrahles.
Bei der Brechung passiert dies, weil in einem anderen Medium Wege und Wirkungen optimiert werden bzw. ein Teil des Lichtbündels beim Übergang zuerst abgebremst wird (je nach Modell mit dem man das verstehen will, siehe frühere Posts).

Auch bei der Beugung muss es ein anderes Medium geben. Aber in dieses dringt das Licht nicht ein, es regt nur Atome am Rand des anderen Mediums an eigene, kugelförmige, Lichtwellen abzustrahlen.
Diese Wellen, Huygens hat das etwas komplizierter als Elementarwelle konstruiert, dringen dann auch in Bereiche ein, die eigentlich als Schattenbereiche dunkel bleiben sollten.
Das nennt man Beugung.
Ganz oft überlagern sich dann auch viele dieser Wellen, es tritt Interferenz auf, also ein Beugungs- und Interferenzmuster aus hellen und dunklen Bereichen.


Beugung ist eine wirklich typische Wellenerscheinung.
Beugung tritt also auch auf bei den Wahrscheinlichkeitswellen der Quantenmechanik, bei Schallwellen, Wasserwellen, Erdbebenwellen und natürlich Licht und Radiowellen.

Kurzwelliges Licht wird zwar stärker gebrochen (siehe der frühere Merkspruch), aber weniger stark gebeugt. Je kurzwelliger eine Strahlung ist, desto schwieriger ist es sie "vom Weg abzubringen".
Bei der extrem kurzwelligen Röntgenstrahlung hat es Jahre gebraucht um ihre Welleneigenschaften durch Beugung zu entdecken.
Lange Wellenlängen können bevorzugt in Schattenräume eindringen.

Dazu gibt es zwei Beispiele:

Wenn eine Musikkapelle bei einer Kirmes hinter einer Straßenecke spielt, hört man zuerst die tiefen, langwelligen Töne "um die Ecke kommen". Das Piepsen der Flöten hört man erst, wenn man die Spieler/innen auch sieht...
Wenn bei einem Mondhof das Mondlicht an feinen Wassertröpfchen gebeugt wird, führt das dazu, dass der innere Teil des Hofes aus wenig gebeugtem blauen Licht und der äußere Bereich aus stärker gebeugtem roten Licht besteht.

wird fortgesetzt

University of Louisville





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