Im Allgemeinen versteht man unter Beugung (manchmal auch als Diffraktion bezeichnet) die Ablenkung von “Wellen” an einem Hindernis. Die Beugung von geradlinigen Ausbreitung von Wellen (Wellen können u.a. Wasser-, Schall-, Lichtwellen sein) tritt auf, wenn die Welle auf einen Gegenstand trifft oder durch einen Spalt “geht”. Die Beugung kann nach dem Huygensschen Prinzip beschrieben werden.
Wie bereits in der Einleitung erwähnt, tritt die Lichtbeugung auf, wenn Licht auf ein Hindernis trifft, dies sind Einzelspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalt (Gitter). Man sollte die beiden Begriffe Beugung und Interferenz (die beide in Zusammenhang mit Lichtstrahlen fallen und im Grunde dasselbe Phänomen erklären) nicht verwechseln, denn Interferenz bedeutet eine Überlagerung von Wellen, während Beugung immer beim Durchgang einer einzelnen Welle durch ein Hindernis auftritt.
Wie bekannt sein dürfte gilt, dass wenn ein Lichtstrahl (bzw. Welle) auf ein Hindernis trifft, wird der Lichtstrahl durch dieses Hindernis teilweise aufgehalten. Dies kann man sich z.B. gut an einem Baumvorstellen. Trifft ein Lichtstrahl auf einen Baum, so findet man hinter dem Baum einen Schatten, das Licht ist also teilweise “aufgehalten” worden.
Treffen die Lichtwellen auf ein Hindernis, wird einen Teil der Wellenfront durch Absorption oder Reflektion am Hindernis am Weiterlaufen gehindert, d.h die Lichtwellen verlaufen an Hindernissen bzw. nach Hindernissen nicht nur geradeaus, sondern werden auch seitlich zu den Rändern des Hindernisses abgelenkt. Wie bereits oben erwähnt, kann die Lichtbeugung an einem Einzelspalt, Doppelspalt oder Mehrfachspalt stattfinden.
Wie bereits erwähnt, findet Lichtbrechung beim Übergang eines Lichtstrahls zwischen verschiedenen Medien mit unterschiedlichen optischen Dichten statt. Wenn Licht auf eine Grenzschicht trifft, ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit (zwei verschiedene Medien) und so ändert sich auch die Ausbreitungsrichtung. Im Gegensatz dazu beruht die Lichtbeugung nicht durch Brechung an Grenzflächen zwei verschiedener Medien, sondern kommt durch Interferenz zustande. Beugung bedeutet nichts anderes, als die Ablenkung eines Lichtstrahls an einem Hindernis (z.B. Spalt oder Gitter). Nach dem Hindernis “bewegt” sich das Licht hinter dem Hindernis bzw. Spalt weiter. Bei der Lichtbrechung wird der Lichtstrahl hingegen “abgelenkt”.
Die allgemeine Bezeichnung für die Veränderung der Lichtwegrichtung ist die Beugung des Lichts.
Die Eigenschaft der Wellenausbreitung ermöglicht es dem Licht, sich um Ecken zu bewegen und Schattenbereiche zu erreichen.
Die Beugung des Lichts tritt auf, wenn es auf ein Obstakel oder durch eine Öffnung trifft, die ungefähr die Größe der Lichtwellenlänge hat.
Nein, die Lichtbeugung ermöglicht keine einfache gerade Lichtwegverfolgung. Sie führt zu komplexeren Lichtwegverläufen.
Das Huygenssche Prinzip stellt dar, dass jeder Punkt einer Wellenfront als Quelle für primäre Elementarwellen dient, die sich mit derselben Geschwindigkeit in jede Richtung ausbreiten.
Der Beugungsgrad des Lichts wird durch die Wellenlänge des Lichts und die Größe der Öffnung oder des Hindernisses beeinflusst, auf das es trifft.
Wenn das Licht auf eine kleine Öffnung trifft, wird es stark gebeugt und erzeugt ein Beugungsmuster, auch als Interferenzmuster bekannt.
Die Lichtbeugung wird durch Wellenphänomene erklärt, insbesondere durch das Huygenssche Prinzip und das Prinzip der Interferenz.
Die Lichtbeugung verursacht eine leichte Verschwommenheit oder Unschärfe an den Rändern des Bildes in optischen Instrumenten, dies wird als Beugungsunschärfe bezeichnet.
Zu den praktischen Anwendungen der Lichtbeugung gehören die Mikroskopie, die Fotografie und die optische Signalverarbeitung, einschließlich der Holographie.