Frühere Posts zum Thema: 3.12. und 5.12.
Teil 2: Beugungsmuster und Beugungsobjekt sind ein und dasselbe, nur in unterschiedlichen Räumen betrachtet.
Ich möchte das an einem durchaus bekanntem Beispiel erläutern.
Wenn wir ein Tonsignal hören, dann registrieren wir die Lautstärke gegen die Zeit. Das ist der sog. Ortsraum.
Das Tonsignal setzt sich aus vielen verschiedenen Schwingungen zusammen.
Eine Fouriertransformation stell dieses Signal in einem sog. Frequenzraum dar: Hier wird für jede mögliche Frequenz die Stärke ihres Anteils aufgetragen.
Das nennt man ein Frequenzspektrum.
Übrigens so hören wir auch: In unserem Innenohr gibt es einen Gang, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. In dieser Flüssigkeit wird der Schall weitergetragen, das ist sozusagen der Ortsraum. Kleine Härchen reagieren spezifisch auf bestimmte Frequenzen und geben diese Signale weiter. Das ist die Fouriertransformation in den Frequenzraum. Unser Gehirn setzt aus dem Frequenzspektrum den Ton zusammen.
Die Firma NTi Audio hat dazu zwei geniale Darstellungen:
Das Bild zeigt die beiden Räume, das Video zeigt den umgekehrten Weg: Je mehr Frequenzen dazu kommen, desto mehr nähert sich das Signal einer Rechteckschwingung an.
Das alles funktioniert auch in einem echten Ortsraum, also wenn es Anordnungen gibt, an denen eine Lichtwelle vorbei geht. Dabei wird sie gebeugt und durch Interferenzen entsteht das Beugungsbild. Das ist die Fouriertransformierte, den zugehörigen Raum nennt man das Beugungsmuster.
Im Ortsraum wird eine Welle an einem Spalt gebeugt. Das Beugungsbild sollte vielen bekannt sein.
Sehr schön ist das in der Darstellung von Krieger zu sehen (wikipedia common):
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