Beugungsmaxima

Beugungsmaxima bezeichnen die Maxima der Lichtintensität in einem Beugungsbild, das entsteht, wenn Licht an Öffnungen, Spalten oder Hindernissen diffraktiert und dabei Interferenzmuster bildet. Sie resultieren aus konstruktiver Interferenz der beteiligten Wellen und stehen im Gegensatz zu Beugungsminima, wo destruktive Interferenz vorliegt.

Sie treten typischerweise bei Beugung an einem einzelnen Spalt, bei Doppelspalt, bei Mehrfachspalten und bei Beugungsgittern auf. Bei Gittern sind die Maxima regelmäßig angeordnet und besonders scharf. Beim einzelnen Spalt liegt das zentrale Maximum vor, die Minima befinden sich bei a sin θ = m λ (m ≠ 0), und die Maxima liegen zwischen diesen Minima. Insgesamt hängt das Muster von der Spaltbreite, dem Spaltabstand und der Lichtwellenlänge ab.

Formell gilt für ein Grating mit Spaltabstand d: Die Hauptmaxima treten bei d sin θ = m λ auf (m = 0, ±1, ±2, ...). Bei Spalten mit Breite a folgt das Beugungsbild I(θ) ∝ (sin β / β)^2 mit β = π a sin θ / λ; die Minima ergeben sich aus a sin θ = m λ (m ≠ 0), und die Maxima liegen zwischen ihnen. Bei Mehrfachspalten ergibt sich das Gesamtmuster aus der Wechselwirkung der Interferenz der einzelnen Spalte und der Beugung durch deren Breite, was zu scharfen Hauptmaxima mit einer diffusen Hüllfunktion führt.

Beugungsmaxima liefern Informationen über die Geometrie der Apparatur sowie über die Wellenlänge des beobachteten Lichts und finden Anwendung in der Spektroskopie, der Optik und in Lehr- bzw. Demonstrationsversuchen zur Wellenwirkung des Lichts.