Phasensprung

Der Phasensprung ist ein physikalischer Vorgang, bei dem sich die Phase eines Wellenvorganges abrupt ändert. Im nebenstehenden Bild beträgt der Phasensprung bei A etwa 90°, bei B und D je etwa 180°.

Phasensprünge bei Sinuswellen

Phasensprünge sind für Interferenzphänomene unterschiedlichster Wellenarten von Bedeutung, insbesondere für die Bildung von stehenden Wellen in geschlossenen Räumen.

Ursachen

Phasensprünge beliebiger Werte können spontan in einer Lichtquelle entstehen. In Glühlampen treten sie sehr häufig auf, in Lasern sehr selten (siehe Kohärenzlänge).

Ist n_l < n_s < n_g, tritt an A ein Phasensprung auf, an B jedoch keiner.

Phasensprung geschieht an bestimmten Grenzflächen. Wird beispielsweise Licht an einem optisch dichteren Medium oder einer Metalloberfläche reflektiert, so sind die einfallende und die reflektierte Welle um $\frac{\lambda}{2}$ gegeneinander verschoben (λ = Wellenlänge). Das entspricht einer Phasenverschiebung um $\Delta \varphi = \pi =180^\circ$. Bei der Reflexion am optisch dünneren Medium, z. B. am Übergang von Glas zu Luft in einem Prisma, tritt dagegen kein Phasensprung auf.

Bei einer unstetigen Änderung des Wellenwiderstands beispielsweise an der Verbindungsstelle einer elektrischen Leitung (Koaxkabel) mit einer Antenne gilt Vergleichbares.

Für quantenmechanische Wellenfunktionen ergibt sich ein Phasensprung von π bei der Reflexion an einem Potentialwall.

Phasensprung bei Wasserwellen

Partielle Clapotis

Im Gegensatz zur perfekten Reflexion an einer vertikalen Wand (Ufermauer), bei der kein (nennenswerter) Phasensprung auftritt, liegt bei einer steilen, ebenen Böschung ein solcher mit etwa $\Delta \varphi = \pi =180^\circ$ vor. In diesem Falle überlagern sich die anlaufende und die reflektierte Welle zu einer partiell stehenden Welle (partielle Clapotis), die etwa am Schnittpunkt IP, den der Ruhewasserspiegel mit der Böschungsoberfläche bildet, einen Schwingungsknoten hat. Vergl. nebenstehende Abbildung.

Siehe auch

• Entspiegelung von Linsen, Antireflexbeschichtung
• Dünne Schichten
• Interferenzfilter
• Phasenkontrast