Optik

Dieser Text beschreibt Optik.

Optik ist ein Bereich der Physik, der sich mit der Ausbreitung von Licht und dessen Wechselwirkung mit Materie beschäftigt.

Unter Licht versteht man in der Regel den sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums. Viele Gesetzmäßigkeiten und Methoden der klassischen Optik gelten allerdings auch außerhalb des Bereichs sichtbaren Lichts. Dies erlaubt eine Übertragung der Erkenntnisse der Optik auf andere Spektralbereiche (z.B. Röntgenoptik), oder auf ganz andere Strahlungsarten (z.B. Elektronenoptik).

Ein System verschiedener optischer Bauelemente wird ebenso als Optik genannt. Das Design, die Auslegung und der Fertigung optischer Systeme wird als Technische Optik genannt und zählt in dem Unterschied zur Optik als Teilbereich der Physik zu den Ingenieurwissenschaften.

Relevante optische Bauelemente sind u.A. Linsen, Spiegel, Prismen und Beugungsgitter.

Die Gesetze der Optik finden zahlreiche Anwendungen, z.B.

• in Fernrohren
• in Mikroskopen
• in Brillen
• in der Fotografie
• in der Stereoskopie
• in Spektroskopen
• in Hologrammen== Teilbereiche der Optik ==

Man unterscheidet zwei grundsätzliche Zugänge zur Lichtausbreitung, die sich allerdings in vielen Bereichen überschneiden: Die geometrische Optik und die Wellenoptik.

Die Tatsache, dass Licht zwei in der Anschauung einander widersprechendes Merkmalen besitzt, wird auch als Welle-Teilchen-Dualismus genannt.

Daneben sind die nichtlineare Optik sowie die Quantenoptik von theoretischem und technischem Interesse.=== Geometrische Optik ===

In der geometrischen Optik wird Licht durch idealisierte Strahlen approximiert. Der Weg des Lichtes, etwa durch ein optisches Instrument , wird durch Verfolgen des Strahlenverlaufs konstruiert.

Das Snelliussche Brechungsgesetz beschreibt die Brechung des Lichtes an transparenten Grenzflächen (Linsen, Prismen). An Spiegeln gilt die Regel, dass der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel gleich ist.

Mittels dieser Methode lassen sich Abbildungen, bespielsweise durch Linsen, oder Linsensysteme (Mikroskop, Teleskop) bestimmen.

Im Rahmen der geometrischen Optik kann auch die teilweise Reflexion an transparenten Objekten behandelt werden. Ein Beispiel ist, dass die eigene Reflexion unter geeigneten Bedingungen in einer Fensterscheibe sichtbar ist. Der Extremfall tritt ein, wenn unter sehr flachem Einfallswinkel Totalreflexion an einer transparenten Grenzfläche auftritt.