Basiswissen

In der Schule der Einstieg: die Strahlenoptik

• In der Schulmathematik steht am Anfang oft die sogenannte Strahlenoptik.
  

• Man stellt sich Licht so vor, als breite es sich auf gerade Linien aus.
  

• Damit erklärt man zum Beispiel Lupen, Brechung oder eine Lochkamera.
  

• Die dazu nötige Mathematik ist vergleichsweise einfach.
  

• Siehe mehr dazu unter Strahlenoptik ↗
  

Oberstufe und Studium: Wellenoptik

• Einige Lichtphänomene kann man nicht mit der Strahlenoptik erklären.
  

• Licht zeigt oft Verhalten, das eher an Wasserwellen erinnert.
  

• Typische Stichworte hier sind: Interferenz und Beugung.
  

• Die entsprechende Physik nennt man die Welleoptik.
  

• Die Mathematik ist vergleichsweise schwer.
  

• Mehr dazu unter Wellenoptik ↗
  

Welche Optik ist exakt?

• Sowohl die Strahlen als auch die Wellenoptik beruhen auf Modellen.
  

• Modelle sind bewusst gemacht Vereinfachungen der Wirklichkeit.
  

• Dabei ist die Wellenoptik allgemeiner als die Strahlenoptik.
  

• Aber beide Modelle liefern unterschiedle Vorhersagen.
  

• Eine Optik, die alle Phänomene richtig beschreibt heißt QED.
  

• Der dazu nötige mathematische Aufwand ist aber sehr groß.
  

• QED ist die Abkürzung für Quantenelektrodynamik ↗
  

Mit bloßem Auge: atmosphärische Optik

• Der Himmel bietet viele eindrucksvolle Phänomene rund um Licht.
  

• Warum ist der Himmel blau? Was sind Strahlenbüschel?
  

• Lies mehr dazu unter atmosphärische Optik ↗