Intensitätsmaxima

Intensitätsmaxima bezeichnet man in der Optik als Stellen, an denen die Lichtintensität ihr Maximum erreicht. Sie entstehen vor allem durch konstruktive Interferenz von Wellenquellen oder durch die Beugungsstruktur von Öffnungen und Gittern.

Bei mehreren kohärenten Teilwellen gilt: Die Amplitude addiert sich, und die Intensität I ∝ |E|^2 ist dann am größten, wenn der Phasenunterschied zwischen den Beiträgen ein ganzzahliges Vielfaches von 2π beträgt. Für zwei schmale Spalte gilt die Bedingung der konstruktiven Interferenz: d sin θ = m λ, wobei d der Spaltabstand, θ der Beobachtungswinkel, λ die Wellenlänge und m eine ganze Zahl ist. Entsprechend bilden sich helle Streifen (Fringes) im Interferenzbild.

Bei Mehrfachspalten oder Gittern verengt sich das Hauptmaximum und die Nebenmaxima werden stärker fokussiert. Die Hauptmaxima treten bei sin θ = m λ / d auf (m = 0, ±1, ±2, ...), und ihre Stärke hängt von der Anzahl der Spalte ab. Die allgemeine Form der Intensitätsverteilung lässt sich durch I ∝ (sin(Nβ)/sinβ)^2 beschreiben, mit β = (π d sin θ)/λ.

In der Spektroskopie erscheinen Intensitätsmaxima oft bei bestimmten Wellenlängen, z. B. in Emissions- oder Absorptionsspektren; sie liefern Hinweise auf die chemische Zusammensetzung oder die physikalischen Bedingungen.

Wichtige Einflussfaktoren sind Kohärenzlänge, Monochromatie, Geometrie der Öffnungen, Wellenlänge, Temperatur und Messaufbau; Ungleichmäßigkeiten verringern oder verschieben Maxima.