Wellentheorien

Wellentheorien sind Modelle in der Physik, die Phänomene durch Wellen statt durch Teilchen erklären. Sie finden Anwendung in Optik, Akustik, Quantenmechanik und weiteren Bereichen.

In der Optik stand lange der Wellentheorie der Lichtausbreitung gegen die Korpuskulartheorie von Newton. Experimente wie Interferenz und Beugung, etwa das Doppelspaltexperiment von Young, sprachen für den Wellencharakter von Licht. Mit der Maxwellschen Elektrodynamik zeigte sich Licht als elektromagnetische Welle, und die Theorie ermöglichte eine allgemeinere Beschreibung aller elektromagnetischen Phänomene.

In der Quantenphysik wurde das Wellenbild auf Materie ausgedehnt: De Broglie postulierte Materiewellen, und die Schrödinger-Gleichung beschreibt Zustände als Wellenfunktion, deren Quadrat die Aufenthaltswahrscheinlichkeit angibt. Damit verschmilzt der Wellenbegriff mit dem Teilchenaspekt zu einem Wellen-Teilchen-Dualismus.

Neben Licht und Materie umfasst die Wellentheorie auch mechanische Wellen (Schall) und Gravitationswellen; letztere wurden 2015 erstmals direkt nachgewiesen.

Zusammenfassend dient der Begriff Wellentheorien dazu, Modelle zu kennzeichnen, die Ausbreitung, Interferenz, Beugung und entsprechende Phänomene durch Wellenformen erklären. In der modernen Wissenschaft werden Wellentheorien je nach Kontext als klassische Wellenmechanik, Quantenmechanik oder Relativitätstheorie formuliert.