4.2. Strichgitter
Betrachtet man eine (farblose) Audio-Compact Disc (CD) in weissem Licht, so werden Farben sichtbar:
Die Information ist auf der CD spiralförmig geschrieben. Diese enge Spirale (Windungsabstand 1.6 μm) wirkt wie ein Beugungsgitter, welches das Licht in seine Spektralfarben aufspaltet.
Das einfachste Beugungsgitter ist das Strichgitter:
Ein Strichgitter besteht aus regelmässig angeordneten Strichen (Gitterstäben) mit Zwischenräumen. Im Prinzip genügt es, einen Lattenzaun auf Diapositiv zu photographieren. Beleuchtet man das Gitter, so wird das Licht an den Stäben gebeugt. Die Wellen, welche durch die Zwischenräume hindurchtreten, überlagern sich in allen Richtungen, aber nur in wenigen Richtungen tritt konstruktive Interferenz auf. Nur unter diesen Richtungen kann Licht beobachtet werden.
Hält man ein Strichgitter vor einen Laser, so hat man an der Wand statt eines viele Flecke:
Die Richtungen, unter denen Licht beobachtet wird, nennt man Beugungsordnungen. Trifft Licht der Wellenlänge λ senkrecht auf ein Gitter mit Gitterkonstante d (Abstand der Gitterstäbe, Periode), so beobachtet man gebeugtes Licht unter den Winkeln αm. Die Ablenkung erfolgt quer zu den Gitterstäben. Die Winkel αm werden relativ zum nicht gebeugten Licht (α0 = 0°) gemessen. Die Beugungsordnung m ist eine ganze Zahl: 0, 1, -1, 2, -2, usw.
Gitterbeugungsgleichung:
d·sinαm = m·λ
Je kleiner die Gitterkonstante ist, desto grösser werden die Ablenkwinkel. Der Ablenkwinkel wächst mit der Wellenlänge, deshalb kann man mit einem Gitter weisses Licht in seine Spektralfarben aufspalten.
Wo Beugung auch noch vorkommt:
Beugung ist der Grund, weshalb man durch eine Gardine nicht scharf sehen kann.
Hof des Mondes, Auflösungsvermögen optischer Geräte und des Auges, Spektroskopie mit Beugungsgittern, Holographie, etc.
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