grundlegende Experimente und Analogieversuche
Huygenssches Prinzip in der Wellenwanne
Wasserwellen stellen eine gute Analogie zu Lichtwellen dar, weil ihre Wellenlänge groß genug ist, als dass sie mit bloßem Auge beobachtet werden können.
Mit einer Wellenwanne, in der auf der Wasseroberfläche Wasserwellen erzeugt werden können, sehen wir uns das Huygenssche Prinzip der Überlagerung von Elementarwellen an. Sind bei einem oder zwei in die Wasseroberfläche phasengleich eintauchenden Nadeln noch die einzlenen Elementarwellen zu erkennen, so kann bei sechs eintauchenden Nadeln bereits die Ausbildung einer ebenen Welle gesehen werden. Unter Verwendung von 19 eintauchenden Nadeln ist die resultierende Welle nicht mehr von einer ebenen Welle zu unterscheiden, die von einer durchgehende Schneidkante erzeugt wird.
zum VersuchBeugung mit Wasserwellen in der Wellenwanne
Wasserwellen stellen eine gute Analogie zu Lichtwellen dar, weil ihre Wellenlänge groß genug ist, als dass sie mit bloßem Auge beobachtet werden können.
Mit einer Wellenwanne, in der auf der Wasseroberfläche Wasserwellen erzeugt werden können, sehen wir uns Beugung an einer Kante und Beugung an einem Doppelspalt an. Es lässt sich beobachten, dass die Wellen beim Auftreffen auf ein Hindernis sich im geometrischen Schatten dieses Hindernisses ausbreiten und zudem miteinander interferieren, wenn mehrere Punkte vorliegen, von denen Elementarwellen ausgehen.
zum VersuchBabinetsches Prinzip mit Spalt und Steg
Bei der Beugung gilt faszinierender Weise das Babinetsche Prinzip: Es spielt keine Rolle, ob die Beugung ein einer Blende selbst oder an einer dazu geometrisch komplementären Blende stattfindet.
Dieses Verhalten wird mit Hilfe eines Spalts und eines entsprechend gleich breiten Stegs demonstriert. Die Beugungsbilder der beiden Blenden sind nahezu identisch. Abweichungen kommen zustande, da diese Blenden nicht perfekt komplementär ausgearbeitet sind.
zum Versuch