Lexikon

Beugung

Physik

das Abweichen von der geradlinigen Ausbreitung von Wellen (Wasser-, Schall-, Lichtwellen u. Ä.); tritt deutlich in Erscheinung, wenn die Welle auf einen kleinen Gegenstand trifft oder durch eine Öffnung hindurchgeht, deren Ausdehnung kleiner ist als die Wellenlänge. Trifft z. B. eine Wasserwelle auf eine Wand mit einer kleinen Öffnung, so wird sie an deren Rändern gebeugt und kann sich (nach dem Huygens’schen Prinzip) hinter der Öffnung nach allen Seiten ausbreiten. Dabei erreichen jeden Punkt hinter der Öffnung mehrere Wellen, die von den verschiedensten Randpunkten der Öffnung herkommen und damit verschieden lange Wege zurückgelegt haben. Die Berge und Täler dieser Wellen können sich gegenseitig verstärken oder auslöschen und ergeben damit die Interferenzerscheinungen (Interferenz).

Beugung von weißem Licht

Ein Beugungsgitter spaltet das einfallende weiße Licht in eine Reihe von Spektren auf, da der rötliche langwellige Lichtanteil stärker gebeugt wird als der kurzwellige blaue. Das Spektrum erster Ordnung zu beiden Seiten des ungebeugt hindurchtretenden Lichtstrahls ist das schmalste und gleichzeitig das hellste. Weiter außen folgen die Spektren zweiter, dritter und vierter Ordnung, die sich über einen größeren Raum ausbreiten, aber auch lichtschwächer werden.

Da weißes Licht aus Wellen verschiedener Wellenlänge zusammengesetzt ist, spielt die Beugung in der Optik eine besondere Rolle; denn die bei der Interferenz auftretenden Beugungsmaxima und -minima liegen für Wellen verschiedener Wellenlänge an verschiedenen Stellen, so dass es möglich ist, das Licht durch einen Beugungsspalt (oder ein periodisches Hintereinander mehrerer Spalte) in seine Spektralfarben zu zerlegen (Beugungsspektrum). Sehr dicht nebeneinander in Glasplättchen oder Metallspiegel geritzte Striche liefern ein Beugungsgitter, ebenso die aus den Atomen bestehenden Gitterpunkte eines Kristalls. Der Effekt der daran gebeugten Röntgenstrahlen gestattet die Berechnung der Abstände der Atome im Kristall.

Auch bei Teilchenstrahlen können Beugungserscheinungen beobachtet werden, die zeigen, dass Materie nicht nur korpuskularen, sondern auch Wellencharakter hat; z. B. Elektronenbeugung.

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