PierreLeblanc

2017-02-26: Diese Seite muss ich noch gestalten, jetzt habe ich mich erstmal angemeldet.

2017-02-27: Bestätigung der eMail-Adresse >> es geht voran

2017-03-06: Hier ein erster Versuch, einen Text einzukopieren. Ergebnis: Zeichnungen aus PowerPoint werden nicht übernommen.

2017-08-03: Zweiter Versuch ein Bild einzubinden. Ergebnis: Das Bild ist in Wikipedia, aber nicht auf meiner Seite. Im zweiten Versuch ist das dann auch gelungen.

2017-09-19: Versuch, weitere Bilder einzubinden, die für den Artikel benötigt werden

Geometrische Optik

In Analogie zur Definition der Optik als der Lehre vom Licht kann man die Geometrische Optik als die die Lehre von den Lichtstrahlen bezeichnen. Sie umfasst die Erklärung all der Vorgänge, die sich alleine mit der Geradlinigkeit der Lichtausbreitung erklären lassen. Die wichtigste Aufgabe der Geometrischen Optik ist es also zu zeigen, wie sich Strahlenverläufe unter dem Einfluss von reflektierenden und brechenden Flächen verändern.

Die grundlegenden Zusammenhänge sind dabei durch das Reflexionsgesetz … 

ε‘  = -  ε                                                                

Abb. 1: Einfallswinkel ε und Ausfallswinkel ε‘ sind gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet 

… und das  Brechungsgesetz … 

n · sin(ε)  = n‘ · sin(ε‘)                                    

Abb. 2: ε‘ < ε bei der Brechung an einem Übergang zum optisch dichteren Medium (n‘ > n)

...gegeben.

Bei der detaillierten Betrachtung der beiden Gesetze sieht man, dass das Reflexionsgesetz nur ein Sonderfall des Brechungsgesetzes ist, weil man die Reflexion als den Übergang in ein optisches Medium mit dem Brechungsindex n‘ = - n ansehen kann. Bei der oft zitierten Regel „Einfallswinkel = Ausfallswinkel“ fehlt also der Hinweis darauf, dass der Ausfallswinkel entgegengesetzt gerichtet ist. Das mag im täglichen Leben keine Rolle spielen, in der Geometrischen Optik ist es aber von großer Bedeutung, weil Winkel gerichtete Größen sind.

Konstruktion von Strahlenverläufen

Einen Strahlenverlauf unter Reflexion an einer ebenen Fläche kann man mit einfachen geometrischen Mitteln konstruieren wie Abb. 3 zeigt.

Abb. 1 Konstruktion des reflektierten Strahls an einer gekrümmten Flächet

In Abbildung 4 ist die Reflexion an einer gekrümmten Fläche dargestellt, die im Prinzip genauso konstruiert wird, nur dass das Einfallslot vom Krümmungsmittelpunkt ausgeht.