Geometrische Optik

1. Licht
HTI Biel - Mikrotechnik Geometrische Optik - 4 / 27
1.1. Grundbegriffe
Das Licht ist eine Welle, die sich im isotropen Medium auf einer Geraden ausbreitet. Diese Gerade wird
als Lichtstrahl bezeichnet. Die geometrischen Optik verwendet nur diese einfachen Lichtstrahlen und
befasst sich nicht mit der Natur des Lichtes.
Eine geschlossene Menge Lichtstrahlen wird als Strahlenbündel bezeichnet.
Dieses kann divergent (alle Strahlen gehen von einem Punkt
aus), parallel (alle Strahlen sind parallel) oder convergent (alle Strahlen
gehen auf einen Punkt zu) sein.
"1": Lichtstrahl
"2": Divergentes Lichtbündel
"3": Paralleles Lichtbündel
"4": Konvergentes Lichtbündel
Das Auge als Empfänger der elektromagnetischen Lichtwellen ist nur empfindlich auf das sichtbare Licht
mit der Wellenlänge von 390 nm bis 780 nm. Die Empfindlichkeit zeigt sich mit den Wellenlängen der
verschiedenen Farben. In der Tabelle sind approximativ die Wellenlängen im Vakuum für die verschiedenen
Farben angegeben.
Farbe Violett Blau Grün Gelb Orange Rot
Wellenlänge [nm] 390 - 455 455 - 492 492 - 577 577 - 597 597 - 622 622 - 780
Die Lichtquellen erscheinen hell, wie zum Beispiel: Die Sonne, die verschiedenen Flammenarten oder der
elektrische Lichtbogen. Die andern hellen Körper, wie der Mond, ein weisses Papier sind nur sichtbar,
weil sie von einer Lichtquelle beleuchtet werden. Die Aufteilung der Körper nach diesen beiden Kriterien
ist nicht absolut möglich, weil derselbe Gegenstand als Lichtquelle oder als beleuchteter Körper auftreten
kann. Zum Beispiel, ein stromdurchflossener Metalleiter kann in der Nacht, nur durch sein schwaches
abgegebene Licht, sichtbar sein, dagegen wird er am Tag durch die Sonnenbestrahlung erhellt. Ein
beleuchteter Gegenstand kann seinerseits auch andere Körper beleuchten, man spricht dann von einer
sekundären Lichtquelle. Die primären oder sekundären Lichtquellen unterscheiden sich durch ihre
Dimension, ihre Lichtstärke und durch ihre Farbe.
1.2. Entwicklung der Lichtmodelle
Die Auffassung über das Wesen des Lichtes änderten sich mehrmals im Laufe der Zeit.
© C. Meier / L. Müller, Dozenten für Physik BFH / HTI Biel [V 3.0]