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Das Huygenssche Prinzip

(Siehe Tipler, Physik[Tip94, 1028])
\framebox[\textwidth][c] {\centering\textbf{Dieser Stoff wurde am 17.4.2002 behandelt}}

Die Beugung von Wasserwellen an einem Objekt kann mit dem Prinzip von Huygens erklärt werden.



\framebox[0.9\textwidth]{\begin{minipage}{0.9\textwidth}\large\textcolor{red}{\t...
...ellen ergibt die Wellenfront zu einem sp{\uml a}teren
Zeitpunkt.}\end{minipage}}

Man nimmt eine Momentaufnahme des Wellenbildes eines bestimmten Wellenberges und nimmt jeden Punkt auf diesem Wellenberg als Ausgangspunkt einer neuen Kreiswelle (Kugelwelle in 3 Dimensionen).

\includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-2.eps} \includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-4.eps}

Huygenssches Prinzip. Links die Interferenz von 5 Kreiswellen auf einer horizontalen Linie, die 4 mal so lang ist wie die Bildkante. Rechts das gleiche mit 9 Kreiswellen.


\includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-8.eps} \includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-16.eps}

Huygenssches Prinzip. Links die Interferenz von 17 Kreiswellen auf einer horizontalen Linie, die 4 mal so lang ist wie die Bildkante. Rechts das gleiche mit 33 Kreiswellen.


\includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-32.eps} \includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-64.eps}

Huygenssches Prinzip. Links die Interferenz von 65 Kreiswellen auf einer horizontalen Linie, die 4 mal so lang ist wie die Bildkante. Rechts das gleiche mit 129 Kreiswellen.


Die Beugung an einem Spalt kann nun so verstanden werden, dass nicht mehr Kreiswellen aus einem grossen Bereich, sondern nur noch Kreiswellen aus dem Spalt zum neuen Wellenbild beitragen.

\includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-slit-2.eps} \includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-slit-4.eps}

Huygenssches Prinzip. Interferenzmuster an einem Spalt. Links die Interferenz von 5 Kreiswellen auf einer horizontalen Linie im Spalt. Rechts das gleiche mit 9 Kreiswellen.


\includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-slit-width-1.eps} \includegraphics[width=0.4\textwidth]{huygens-slit-width-3.eps}

Huygenssches Prinzip. Interferenzmuster an einem Spalt. Links das Interferenzmuster bei einer Spaltbreite von 1 Wellenlänge, rechts von 3 Wellenlängen.


\includegraphics[width=0.8\textwidth]{huygens-grating.eps}

Huygenssches Prinzip. Interferenzmuster an einem Gitter. Die im Bild sichtbare Drehung rührt daher, dass nur eine endliche Anzahl von Gitterschlitzen berücksichtigt wurde.



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Othmar Marti
Experimentelle Physik
Universiät Ulm