Aktuelles

Schallteiler setzt Brechungsgesetz außer Kraft

Von Rainer Scharf

Mit dieser Aluminiumplatte ist es spanischen Wissenschaftlern gelungen, Ultraschallwellen zu teilen.  Dabei wurden die Wellen so abgelenkt, daß sie das Snelliussche Brechungsgesetz verletzen, das den Übergang einer Welle von einem Medium in ein anderes beschreibt.  In die zwei Zentimeter dicke und fünf Zentimeter breite Platte wurden zahlreiche Löcher gebohrt und anschließend mit Quecksilber gefüllt.  Die Oberfläche der achteckigen Platte ist in vier keilförmige Bereiche geteilt, in denen die Löcher jeweils in einem Schachbrettmuster angeordnet sind.  Im oberen und unteren Bereich des Achtecks ist das Muster horizontal ausgerichtet, im rechten und linken Bereich ist es um 45 Grad geneigt.  Eine Ultraschallwelle, die über die unterste Seite des Achtecks in die Platte eingekoppelt wird, bewegt sich zunächst aufwärts, von einer horizontalen Lochreihe zur nächsten. Dort, wo der linke und der rechte keilförmige Bereich hereinragen, spaltet sich die Welle in zwei Teilwellen auf, die um 45 Grad geneigt nach links oder rechts weiterlaufen.  Aufgrund des Brechungsgesetzes würde man eine andere Ausbreitungsrichtung erwarten.  Doch die regelmäßige Anordnung der quecksilbergefüllten Löcher führt dazu, daß sich der Schall in bestimmten Richtungen kaum ausbreiten kann.  Er pflanzt sich bevorzugt quer oder längs der Lochreihen fort ("Physical Review Letters", Bd. 86, S. 4282).  Mit entsprechenden Lochanordnungen sollte es möglich sein, den Schall auf geschlossene Bahnen zu lenken und dadurch in der Platte zu fangen.  Auf ähnliche Weise will man in photonischen Kristallen Lichtwellen teilen, ablenken und einfangen. 

Foto Consejo Superior de Investigaciones Cientificas

Frankfurter Allgemeine Zeitung, 23.5.2001, Nr. 119 / Seite N1

>>> Zur Startseite