Die Beugung von Wasserwellen an einem Objekt kann mit dem Prinzip von Fresnel-Huygens erklärt werden.
Das Huygenssche Prinzip
Jeder Punkt einer bestehenden Wellenfront ist Ausgangspunkt einer neuen kugelförmigen Elementarwelle, die die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit und Frequenz wie die ursprüngliche Welle hat. Die Einhüllende aller Elementarwellen ergibt die Wellenfront zu einem späteren Zeitpunkt. |
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).
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.
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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.
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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.
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Die Beugung an einem Spalt kann so verstanden werden, dass nicht mehr Kreiswellen aus einem grossen Bereich, sondern nur noch Kreiswellen aus dem Spalt zum neuen Wellenbild beitragen.
Huygenssches
Prinzip.
Interferenzmuster an einem Spalt. Links die Interferenz von 5
Kreiswellen auf einer horizontalen Linie im Spalt. Rechts das gleiche
mit 9 Kreiswellen.
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Huygenssches
Prinzip.
Interferenzmuster an einem Spalt. Links das Interferenzmuster
bei einer Spaltbreite von 1 Wellenlänge, rechts von 3 Wellenlängen.
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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