Geometrische Optik

Zusammenfassung

Das Strahlenmodell ist die Grundlage der geometrischen Optik, anhand dieses Modells läßt sich die Ausbreitung des Lichts und deren Änderung durch abbildende Elemente (lichtbrechende und lichtreflektierende Elemente) auf einfache geometrische Weise beschreiben. Die Welleneigenschaften des Lichts wie Beugung, Interferenz und Polarisation werden in diesem Modell vollständig vernachlässigt. Dies setzt jedoch voraus, daß die Dimensionen der „optischen Hindernisse“ (Linsen, Spiegel usw.) im Vergleich zur Wellenlänge des Lichts um ein Vielfaches größer sind. Insofern ist dieses Modell eine grobe Näherung zum maxwellschen Wellenbild des Lichtes. Das Strahlenmodell beschreibt die Lichtausbreitung durch mathematische Linien von eindimensionaler Ausdehnung, den sog. Lichtstrahlen. Eine Vielzahl von Lichtstrahlen, die sich in einem gemeinsamen Punkt schneiden, werden als Lichtbündel bezeichnet. Ein Zusammenhang zwischen dem Wellenmodell und dem Strahlenmodell des Lichts bezüglich der Ausbreitung läßt sich in folgender Weise herstellen. Aus der Kugelwelle, die von einer punktförmigen Lichtquelle ausgeht, wird durch eine Blende ein begrenztes Lichtbündel ausgeblendet. Ein ständiges Verkleinern des Blendendurchmessers führt schließlich dazu, daß durch die Blende nur noch ein ideales dünnes Lichtbündel hindurchtritt, der Lichtstrahl (Beugung bleibt unberücksichtigt).