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Beugungsgitter – Was ist das?

Was das Beugungsgitter ist und wie es funktioniert

Was ist ein Beugungsgitter?

Ein Beugungsgitter ist ein physisches Objekt, das ein wiederholendes Muster aufweist. Das periodische Muster besteht meist aus parallelen Strukturen wie Rillen (CD), Spalten oder Löchern.

Die eingehende Strahlung (Licht) wird davon reflektiert, absorbiert oder durchgelassen. Teile davon werden in ihrer Wellenlänge $\lambda$ (Periode, Frequenz), Phase (Verschiebung der Welle) und Intensität (Amplitude) beeinflusst. Anwendung finden Beugungsgitter z.B. bei der Untersuchung von Spektren elektromagnetischer Wellen oder um möglichst monochrome Strahlung durch die Isolation einer Wellenlänge zu erzeugen.

Trifft Licht nach dem Wellenmodell auf ein Beugungsgitter, so entsteht nach dem huygen’schen Prinzip bei jedem Punkt der Wellenfront eine neue Elementarwelle. Das Licht wird dadurch reflektiert oder breitet sich hinter den Gitterlöchern weiter aus (Beugung). Gleichzeitig überlagern sich die Elementarwellen. Es entsteht daher Interferenz am Beugungsgitter.

Die Auslenkungen der sich überlagernden Wellen addieren sich jeweils zur neuen Amplitude. Deshalb können sie sich verstärken, verringern oder sogar gegenseitig auslöschen. Dadurch bilden sie ein Beugungs- und Interferenzmuster, welches Bereiche unterschiedlicher Lichtintensitäten $I$ und Wellenlängen (Farben) zeigen kann.

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Beugungsgitter – Was ist das? (1 Video)

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