Quelltext der Seite Phasensprung

Der '''Phasensprung''' ist ein physikalischer Vorgang, bei dem sich die [[Phase (Schwingung)|Phase]] einer [[Welle]] abrupt ändert. Im nebenstehenden Bild beträgt der Phasensprung bei A etwa 90°, bei B und D je etwa 180°.
[[Bild:Kohärenzlänge.png|thumb|upright=2|Phasensprünge bei Sinuswellen]]

Phasensprünge sind für [[Interferenz (Physik)|Interferenzphänomene]] unterschiedlichster Wellenarten von Bedeutung, insbesondere für die Bildung von [[Stehende Welle|stehenden Wellen]] in geschlossenen Räumen. 

==Ursachen==
Phasensprünge beliebiger Werte können spontan in einer Lichtquelle entstehen. In [[Glühlampe]]n treten sie sehr häufig auf, in [[Laser]]n sehr selten (siehe [[Kohärenzlänge]]).

[[Bild:Reflexion duenner Schicht B.svg|thumb|right|Ist ''n''<sub>l</sub> < n''<sub>s</sub> < n''<sub>g</sub>, tritt an A ein Phasensprung auf, an B jedoch keiner.]]

Phasensprünge geschehen an bestimmten Grenzflächen. Wird beispielsweise Licht an einem [[Brechungsindex|optisch dichteren]] Medium oder einer Metalloberfläche [[Reflexion (Physik)|reflektiert]], so sind die einfallende und die reflektierte Welle um <math>\frac{\lambda}{2}</math> gegeneinander verschoben  (&lambda;&nbsp;=&nbsp;[[Wellenlänge]]). Das entspricht einer [[Phasenverschiebung]] um  <math>\Delta \varphi = \pi =180^\circ</math>. 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 der [[Wellenimpedanz]] beispielsweise an der Verbindungsstelle einer elektrischen Leitung ([[Koaxialkabel]]) mit einer [[Antennentechnik|Antenne]] gilt Vergleichbares.

Für quantenmechanische Wellenfunktionen ergibt sich ein Phasensprung von <math>\pi</math> bei der Reflexion an einem Potentialwall.

==Phasensprung bei Wasserwellen==
[[Bild:Partielle_Clapotis_2.jpg|thumb|right|Partielle Clapotis]]

Im Gegensatz zur nahezu perfekten Reflexion an einer vertikalen Wand (Ufermauer), bei der kein nennenswerter Phasensprung auftritt, ist bei geneigten Uferböschungen (geneigten Wänden) die Größe des Phasensprunges (= Phasendifferenz zwischen einfallender und reflektierter Welle) sowohl vom Neigungswinkel und der Oberflächenbeschaffenheit der Wand als auch von der Länge und der Höhe der Wellen abhängig. Unter diesen Umständen überlagern sich einfallende und reflektierte Wellen zu partiell stehenden Wellen ([[Clapotis|partielle Clapotis]]). 
Relativ steile Uferböschungen vorausgesetzt, werden Phasensprünge umso größer, je kürzer die Wellen und je geringer die Böschungsneigung ist. Für Phasensprünge mit <math>\Delta \varphi \approx\pi</math> (180°) befindet sich ein Schwingungsknoten etwa an der Böschungsoberfläche, vergl. nebenstehende Abbildung. Phasensprünge mit <math>\Delta \varphi>\pi</math> (180°) wurden für ebene Böschungsneigungen 1:n ≤ 1:3 und Wellenfrequenzen f ≥ 0,6 Hz ermittelt. Der Phasensprung tritt auch als Phasenwinkel eines als komplex definierten Reflexionskoeffizienten in Erscheinung.
== Literatur ==
Büsching, Fritz: ''Phasensprung bei der partiellen Reflexion irregulärer Wasserwellen an steilen Uferböschungen'', 1. HANSA – International Maritime Journal - C 3503 E, 147, H.5 p.87-98, 2010. 2. BINNENSCHIFFFAHRT - C 4397 D, 65, H.9 p.73-77 & H.10 p.64-69, 2010.

Büsching, Fritz.: ''Phase Jump due to Partial Reflection of Irregular Water Waves at Steep Slopes'', Coastlab 10, Barcelona, Spain, 28th-30th September, 1st October 2010, Paper No. 67, p.1-9.

==Siehe auch==
*[[Entspiegelung]] von Linsen, [[Antireflexbeschichtung]]
*[[Dünne Schichten]]
*[[Interferenzfilter]]
*[[Phasenkontrast]]

[[Kategorie:Akustik]]
[[Kategorie:Wellenlehre]]
[[Kategorie:Optik]]