Beugung

diffraction

Unter Beugung versteht man einen Krümmungseffekt bei der Ausbreitung elektromagnetischer und akustischer Wellen. Die Beugung verursacht eine Abweichung von der gradlinigen Ausbreitung elektromagnetischer Wellen und tritt an Hindernissen, Bergen oder Gebäuden auf. Es kann sich allerdings auch um einen Spalt oder ein Gitter handeln, durch das die elektromagnetischen und akustischen Wellen gebeugt werden.

Elektromagnetische Wellen bestimmter Frequenzen unterliegen ebenso einer Beugung wie Lichtwellen. Bei den elektromagnetischen Wellen ist dieser Effekt bekannt von Langwellen, die sich der Erdkrümmung beugen.

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Nach dem Huygensschen Prinzip (1690) wird jedes von einer Wellenbewegung ergriffene Masseteilchen der Ausgangspunkt einer neuen Kugelwelle. Deren Überlagerung (Interferenz) ergibt entweder die normale geradlinige Wellenausbreitung oder hinter einer Öffnung oder einem Hindernis die Erscheinung der Beugung.
Auch in der Akustik gibt es den Effekt der Beugung, der allerdings wie die Reflexion stark frequenzabhängig ist. Die Beugung einer Schallwelle, bei der der Schall von einem Hindernis nicht vollständig abgeschattet wird, hängt sehr stark von der Größe und der Beschaffenheit des Körpers ab, der die Beugung verursacht. Die Beugung tritt nur dann auf, wenn die Größe des Körpers nicht mehrfach größer ist als die Wellenlänge der Tonfrequenz. In diesem Fall werden die Schallwellen zum Körper hin abgebogen. Da Schallwellen Wellenlängen zwischen 17 m bei 20 Hz und 1,7 cm bei 20 kHz haben, müssen die Hindernisse in dieser Größenordnung liegen.

Beugung von Schallwellen an Öffnungen

Der Beugungseffekt tritt dann auf, wenn eine Schallwelle auf eine Wand mit einer Öffnung trifft. Die ankommenden Schallwellen werden in Abhängigkeit von der Größe der Öffnung hinter dieser gebeugt. Je kleiner die Öffnung im Verhältnis zur Wellenlänge, desto stärker ist die Beugung, die sich darin zeigt, dass sich die Schallwellen hinter der Öffnung halbkreisförmig ausbilden.