Eine Reise in die Welt des Lichts - Photonik Forschung Deutschland

LICHTSPIELE
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Bilder, die durch einen Punkt gegangen sind – oder:
Wie eine Abbildung entsteht
Wenn das Licht eines Gegenstandes auf eine
spiegelnde Fläche trifft oder durch eine Linse
geht, können mit dem Original zum Verwechseln
ähnliche Abbilder hervorgerufen werden. Dem
von einem Gegenstand ausgehenden Licht ist
dessen Aussehen gewissermaßen einbeschrieben.
Man kann sich daher fragen, warum das
Licht eines Gegenstandes nicht auch auf einer
(ideal) weißen Wand (die alles Licht, dass sie
empfängt auch wieder ausstrahlt) das eigene
Abbild aufzeichnet.
Versucht man diese Frage im Rahmen des Strahlenmodells
zu beantworten, so kann die Oberfläche
des Gegenstandes als ausgedehnte (indirekte)
Lichtquelle angesehen werden. Sie ist aus
zahlreichen Punktlichtquellen zusammengesetzt.
Jeder dieser Punkte strahlt Licht in alle
Richtungen, insbesondere zu jedem Punkt der
dem Gegenstand zugewandten Wand.
In jedem Punkt der Wand überlagert sich das
Licht aller der Wand zugewandten Gegenstandspunkte.
(Dabei gehen wir vereinfachend davon
aus, dass ansonsten kein Licht weiterer Gegenstände
störend in Erscheinung tritt). Auf diese
Weise kommt es auf der Wand zu einer Mischung
aus allen Farben und Intensitäten des Lichtes
der verschiedenen Gegenstandspunkte. An der
Wand erscheint daher nicht ein Abbild des Gegenstandes,
sondern unzählbar viele, die sich
alle überlagern und in der Komplexität dieses
Zuviel versinken. Die auf der Wand zu sehende
Mischfarbe lässt keine Rückschlüsse auf das
Aussehen des hier vieltausendfach abgebildeten
Gegenstandes zu.
Abbilden durch Komplexitätsreduktion
Das von der Rose zur Wand gestrahlte Licht überlagert
sich zu einem für unser Auge unentwirrbaren Gemisch.
Durch eine Lochblende wird erreicht, dass von jedem
Punkt der Rose genau ein Punkt der Wand belichtet wird,
so dass wegen der Kreuzung der Lichtstrahlen im Loch
zwar ein kopfstehendes aber abstands- und winkelgetreues
Abbild der Rose entsteht.
Alte Darstellung einer Abbildung durch eine „dunkle
Kammer“.
Wie lässt sich die Komplexität so reduzieren, dass man ein getreues Abbild des Gegenstandes zu sehen
bekommt? Indem man die Vielfachüberlagerung möglichst vermeidet und dafür sorgt, dass ein
Punkt auf der Wand möglichst nur das Licht von einem Punkt des Gegenstandes erhält.
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