Wellenoptik – Eigenschaften von Wellen

Wellen gibt es viele: Wasserwellen, Schallwellen, und eben auch Lichtwellen. Allgemein lässt sich sagen: Eine Welle ist eine sich im Raum ausbreitende Veränderung, gewissermaßen eine Störung. Wann und wo Wellenberge und Wellentäler sind, beschreibt die Phase der Welle. Sie beschreibt also den Schwingungszustand der Welle an einer bestimmten Stelle. Wellen können die gleichen oder ganz unterschiedliche Phasen haben. Wenn der Abstand zwischen den Wellenbergen zweier Wellenzüge konstant ist, haben die Wellen eine feste Phasenbeziehung. Diese Wellen sind dann kohärent. Der Abstand zwischen zwei Punkten mit der gleichen Phase ist die Wellenlänge Lambda. Das kann zum Beispiel der Abstand zwischen zwei Wellenbergen sein oder zwischen zwei Tälern. Die Zeit, die jeder einzelne Punkt einer Welle für eine volle Schwingung benötigt, heißt Schwingungsdauer. Die Frequenz f einer Welle gibt die Anzahl der vollen Schwingungen eines Punktes der Welle pro Zeiteinheit t an. Sie wird in Hertz, der Zahl der Schwingungen pro Sekunde, angegeben. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Phase einer Welle ausbreitet, heißt Phasengeschwindigkeit c. Sie ist das Produkt aus der Frequenz, also der Anzahl der vollen Schwingungen eines Punktes der Welle pro Zeiteinheit und der Wellenlänge, also dem Abstand zwischen zwei Punkten mit der gleichen Phase. Die maximale Auslenkung einer Welle nennt man Amplitude. Eine Welle kommt aber selten allein. Schwingen mehrere Wellen parallel, dann ergeben alle Punkte, die sich im selben Schwingungszustand, zum Beispiel im Wellenberg befinden, und den gleichen Abstand zur Quelle haben, die Wellenfront. Sie ist senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Wellen gerichtet.