Beugung und Interferenz von Licht

Die Beugung von Licht ist ein faszinierendes Phänomen, das auftritt, wenn Licht durch schmale Öffnungen oder an Kanten vorbeigeht. Dabei wird das Licht scheinbar aus seiner geradlinigen Ausbreitungsrichtung abgelenkt und breitet sich in den Schattenraum aus. Dieses Verhalten lässt sich nicht mit dem Modell des Lichtstrahls erklären, sondern erfordert das Wellenmodell des Lichts.

Definition: Beugung bezeichnet die Ausbreitung des Lichts hinter schmalen Spalten und Kanten in die Schattenräume hinein.

Im Wellenmodell wird jeder Punkt der Spaltöffnung als Ausgangspunkt einer Elementarwelle betrachtet, die sich nach allen Seiten ausbreitet. Die Überlagerung dieser Elementarwellen erzeugt hinter dem Spalt ein charakteristisches Muster aus hellen und dunklen Streifen, wobei der zentrale Streifen am hellsten ist.

Highlight: Das Beugungsmuster entsteht durch die Überlagerung von Elementarwellen und zeigt die Wellennatur des Lichts.

Die Interferenz von Licht ist ein eng verwandtes Phänomen, bei dem sich Lichtwellen überlagern und dabei Bereiche der Verstärkung und Abschwächung (Auslöschung) des Lichts entstehen. Damit Interferenzmuster beobachtet werden können, müssen die sich überlagernden Lichtwellen kohärent sein, das heißt, sie müssen die gleiche Frequenz und eine feste Phasenbeziehung zueinander haben.

Vocabulary: Kohärentes Licht bezeichnet Lichtwellen mit gleicher Frequenz und fester Phasenbeziehung.

Kohärentes Licht kann man erhalten, indem man Licht einer Lichtquelle aufteilt und diese Teile wieder überlagert. Auch Laserlicht ist von Natur aus kohärent.

Example: Ein klassisches Beispiel für Interferenz im Alltag sind die schillernden Farben von Seifenblasen, die durch Interferenz an dünnen Schichten entstehen.