Dieses Applet orientiert sich an dem Artikel von Bernd Huhn Eine Herleitung der Bragg-Bedingung ohne "Strahlen", in welchem die Vermittlung der Beugung elektromagnetischer Wellen an einem Kristallgitter in sechs Schritten geschildert wird.

Verwendet werden Abbildungen, die aufgrund ihrer Komplexität der Anreiz waren, sie interaktiv und beweglich darzustellen. Dieses Applet soll also bei der Vermittlung des Sachverhaltes dazu dienen, das Vorstellungsvermögen der Lernenden zu unterstützen. Folgende Szenarien lassen sich darstellen:

Schritt 1

Eine einlaufende Wellenfront löst auf einer Netzebene Kreiswellen aus, deren Wellenkämme zu einer reflektierten Wellenfront nach Huygens verbunden werden. Sichtbar ist der Winkel ϑ zwischen den Wellenfronten:

Für diese Darstellung werden die Checkboxen "Kreiswellen" und "Lot" aktiviert und der Play-Button geklickt. Alternativ zum automatischen Durchlauf der Wellenfront kann der Schieberegler "Einlaufende WF" verwendet werden.

Schritt 2

Mehrere einlaufende Wellenfronten verursachen auf einer Netzebene jeweils eine reflektierte Wellenfront, die zu der nächsten einen Abstand von λ aufweist:

Für diese Darstellung müssen die Checkboxen "Kreiswellen", "Wellenfront 2" und "Wellenfront 3" aktiviert sein. Der Verweis auf die Größe λ lässt sich nicht anzeigen.

Schritt 3

Eine einlaufende Wellenfront verursacht an mehreren Netzebenen reflektierte Wellenfronten mit einem Abstand von Δx voneinander:

Für diese Darstellung müssen die Checkboxen "Kreiswellen", "Ebene 2" und "Ebene 3", wahlweise auch "Ebene 4" aktiviert sein. Der Verweis auf die Größe Δx lässt sich nicht darstellen.

Schritt 4

Mehrere Wellenfronten lösen auf mehreren Ebenen reflektierte Wellenfronten aus, sodass sowohl die Abstände Δx, als auch λ vorhanden sind:

Für diese Darstellung müssen die Checkboxen "Wellenfront 2", "Wellenfront 3", "Ebene 2", "Ebene 3" und "Ebene 4" aktiviert sein.

Um unter den reflektierten Wellenfronten besser unterscheiden zu können, besteht die Wahl der farblichen Darstellung über die Checkbox "farbig". Die Bewegungsrichtung der einlaufenden und auslaufenden Wellenfronten lässt sich durch Pfeile über die Checkbox "Bewegungsrichtung" darstellen, eine Legende zu den Wellenfronten wird mit der Checkbox "Legende" eingeblendet. Der Einfallswinkel kann über den Schieberegler "Einfallswinkel" und der Ebenenabstand über den Schieberegler "Ebenenabstand" verändert werden. Letzteres eignet sich dazu, die reflektierten Wellenfronten übereinander legen zu können.

Wird der Reset-Button aktiviert, wenn die Simulation pausiert, so werden nur die einlaufenden Wellenfronten zurückgesetzt. Erst nach nochmaligem Betätigen des Buttons wird die Darstellung neu geladen und die restlichen Zeichenobjekte, die durch die einlaufenden Wellenfronten entstanden sind, verschwinden wieder.

Ist das Programm in Betrieb, so lassen sich diese Erläuterungen über Rechtsklick, Beschreibung anzeigen abrufen.

Die Aufgeführten Abbildungen stammen aus Huhn, Bernd: Eine Herleitung der Bragg-Bedingung ohne Strahlen. In: Praxis der Naturwissenschaften - Physik in der Schule, 55 (2006) 4, S. 39-42.