Geometrische Optik
\nBeispiel eines Strahlengangs im Kepler-Fernrohr, der den Ort des Zwischenbildes bei FOB, FOK zeigt.
\nDie geometrische Optik oder Strahlenoptik bedient sich des Strahlenmodells des Lichtes und behandelt damit auf einfache, rein geometrische Weise den Weg des Lichtes auf Linien.
\n
\nEinem auf eine Linie begrenzten Lichtstrahl kommt keine physikalische Realit\u00e4t zu, und man kann ihn folglich auch nicht experimentell realisieren. Dennoch l\u00e4sst sich mit Hilfe der Strahlenoptik die Funktion der optischen Abbildung, die die Hauptaufgabe der technischen Optik ist, oft mit ausreichender Genauigkeit beschreiben.
\n
\nBeschr\u00e4nkt man die geometrische Optik auf Strahlen, die die optische Achse sehr flach schneiden, liegt die sogenannte paraxiale Optik vor. Daf\u00fcr lassen sich geschlossene mathematische Ausdr\u00fccke f\u00fcr Abbildungsgleichungen finden. Man wendet diese Methode aber haupts\u00e4chlich nur dann an, wenn man sich einen schnellen grunds\u00e4tzlichen \u00dcberblick verschaffen will, bevor man umfangreiche Ermittlungen genauer durchf\u00fchrt.
\n
\nDie geometrische Optik l\u00e4sst sich mathematisch als Grenzfall der Wellenoptik f\u00fcr verschwindend kleine Wellenl\u00e4ngedes Lichts auffassen. Sie versagt aber auch in diesem Fall, wenn die Verh\u00e4ltnisse f\u00fcr Strahlen mit hoher Energiedichte oder nahe an der Grenze zum Schatten (kein Licht) untersucht werden sollen.
\nAxiome der geometrischen Optik
\nAls allgemeinste Grundlage der Strahlenoptik l\u00e4sst sich das Fermatsche Prinzip ansehen. Es f\u00fchrt auf die beiden ersten der folgenden Axiome.
\n <\/p>\n
Anwendungen
\nHauptanwendungsgebiet der Strahlenoptik ist die Behandlung der Abbildung durch optische Elemente, Ger\u00e4te und Systeme, wie Linsen, Brillen, Objektive, Fernrohre und Mikroskope.
\n
\nAuch das Raytracing-Verfahren in der 3D-Computergrafik beruht auf den Gesetzen der geometrischen Optik.
\n
\nDie Luftspiegelungen durch eine hei\u00dfe Luftschicht \u00fcber sonnenbeschienenem Asphalt und andere Naturph\u00e4nomene k\u00f6nnen auch durch Anwendung dieses Prinzips erkl\u00e4rt werden.
\n
\nGrenzen
\nEffekte, die von der geometrischen Optik nicht beschrieben werden k\u00f6nnen, sind unter anderem:
\n
\ndie Beugung, die das Aufl\u00f6sungsverm\u00f6gen optischer Instrumente begrenzt. Sie kann nur im Rahmen der Wellenlehre oder der Quantenmechanik verstanden werden.
\ndie Interferenz, die ebenfalls durch die Wellenlehre oder Quantenmechanik erfassbar ist, und die z. B. f\u00fcr die Wirkungsweise der Antireflexbeschichtung von wesentlicher Bedeutung ist.
\ndie Polarisation, die quantenmechanisch mit dem Spin der Photonen zu tun hat, aber auch mit der Wellenlehre erkl\u00e4rbar ist. Sie ist im Zusammenhang mit der Doppelbrechung von Bedeutung, und auch f\u00fcr die teilweise Reflexion an brechenden Fl\u00e4chen, wo sie die Quantit\u00e4t des reflektierten Lichts beeinflusst.
\nWir haben sehr viel spass mit diese Projegt gehabt