Optik

Modelle des Lichts

Licht ist eine physikalisch komplexe Erscheinung, deren Eigenschaften nicht vollständig von einem Modell dargestellt werden können. Es werden deshalb verschiedene Modelle genutzt, die jeweils nur bestimmte Eigenschaften des Lichts verdeutlichen und nur unter bestimmten Bedingungen anwendbar sind.

Lichtstrahlmodell

Grundlage

Licht breitet sich von der Lichtquelle geradlinig und allseitig aus. Der Weg des Energiestromes kann durch Lichtstrahlen beschrieben werden.

Anwendung

• Beschreibung der geradlinigen Ausbreitung des Lichts
• Erklärung von Schattenbildung hinter lichtundurchlässigen Körpern
• Reflexion
• Brechung
• Beschreibung des Lichtweges an Spiegeln, durch Prismen oder Linsen

Lichtstrahlen sind von Lichtbündeln zu entscheiden. Lichtbündel werden meist mit Blenden "hergestellt" beziehungsweise im Modell durch die Randstrahlen des Bündels dargestellt.

Fermatisches Prinzip

Nach dem französisches Physiker Jurist Pierre Fermat (1601-1665) legt Licht den Weg von der Quelle zum Empfänger stets auf dem zeitlich kürzesten Weg zurück.

Daraus folgt die geradlinige Ausbreitung des Lichtes.

Lichtwelle

Grundlage

Licht kann auch als elektromagnetische Welle aufgefasst werden. Wellentypische Eigenschaften lassen sich vor allem mit diesem Modell erklären.

Anwendung

• Frequenz bzw. Wellenlänge beschreibt Lichtfarbe
• Beugung ans Spalten
• Interferenz
• Polarisation
• (Quadrat der) Amplitude als Maß für Lichtintensität