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Das von dem französischen Mathematiker und Juristen PIERRE DE FERMAT (1601-1665) gefundene Prinzip ist ein Extremalprinzip für die Ausbreitung von Licht. Es besagt, dass Licht zwischen zwei Punkten den zeitlich kürzesten Weg zurücklegt, der nicht immer der geometrisch kürzeste ist. Damit wird die Laufzeit des Lichtes zwischen zwei Punkten ein Minimum. Das fermatsche Prinzip ist ein grundlegendes Prinzip der geometrischen Optik. Mithilfe des fermatschen Prinzips kann man z.B. das Brechungsgesetz herleiten.

Astronomische Fernrohre und Ferngläser zur Beobachtung auf der Erde sind optische Geräte, mit deren Hilfe von weiter entfernten Gegenständen Bilder erzeugt werden. Entscheidend ist dabei, dass durch ein solches optisches Gerät der Winkel, unter dem man einen Gegenstand wahrnimmt, vergrößert wird und damit mehr Details sichtbar werden.

* 23.09.1819 in Paris
† 18.09.1896 in Venteuil

Er war ein französischer Physiker, der auf unterschiedlichen Gebieten tätig war. Ihm gelang als Erstem die Messung der Lichtgeschwindigkeit auf der Erde.

Flüssigkristallanzeigen, auch LCD genannt (abgeleitet von Liquid-Crystal-Displays), findet man heute z.B. als Anzeigen von Taschenrechnern, Uhren, Digitalkameras und auch als Monitor von Computern.
Sie arbeiten mit quasi-flüssigen Kristallketten, die je nach angelegter Spannung die Polarisationsrichtung des Lichtes drehen und im Zusammenhang mit Polarisationsfolien helle und dunkle Punkte erzeugen.

Fotoapparate sind optische Geräte, mit deren Hilfe Bilder von Gegenständen angefertigt werden. Neben herkömmlichen Fotoapparaten, bei denen man Filme zur Speicherung nutzt, werden in zunehmendem Maße Digitalkameras verwendet, bei denen die Bilder in digitaler Form gespeichert und mithilfe von Computerprogrammen weiterbearbeitet werden können.

* 06.03.1787 in Straubing
† 07.06.1826 in München

Er war ein bedeutender deutscher Physiker und Glastechniker, verbesserte wesentlich die optischen Instrumente und legte Grundlagen für eine optische Industrie. Die von ihm entdeckten dunklen Linien im Sonnenspektrum werden heute ihm zu Ehren als fraunhofersche Linien bezeichnet. Eine 1949 gegründete Gesellschaft trägt den Namen „Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung“.

* 10.05.1788 in Broglie/Normandie
† 14.07.1827 in Ville D´Avray bei Paris

Er war zunächst als Wege- und Wasserbautechniker im französischen Staatsdienst, später dann als Physiker tätig. Mit seinen Beiträgen zur Beugung, Interferenz und Polarisation des Lichtes schuf er die Grundlagen der Wellenoptik.

Mithilfe von Laserlicht gelang es 1962 zum ersten Mal, ein räumliches Bild eines Gegenstandes so festzuhalten, dass es bei Beleuchtung mit Laserlicht wieder den vollständigen räumlichen Eindruck wiedergab. Dieses Holografie-Verfahren arbeitet mit der Interferenz von Licht. Es geht auf Untersuchungen des Physikers DENNIS GABOR (1900-1979) zurück, der es 1948 erstmals vorstellte und für seine Arbeiten zur Holografie 1971 den Nobelpreis für Physik erhielt.

Das im Jahre 1990 gestartete US-amerikanische HUBBLE-Space-Telescope, das aus einer Erdumlaufbahn heraus Aufnahmen von Sternen und die spektroskopische Untersuchung von Sternenlicht ermöglicht, hat zu vielen neuen Entdeckungen geführt. Kernstück dieses Fernrohrsatelliten ist eine zylindrische Röhre, in der ein Hauptspiegel mit 2,4 m Durchmesser sowie Kameras, Spektrometer und Fotometer angebracht sind.

Die Flügel einer Libelle, eine dünne Ölschicht auf Wasser oder eine Seifenblase schillern in den unterschiedlichsten Farben. Ursache dafür ist die Interferenz von Licht, das auf eine dünne Schicht trifft und an der Vorder- und der Rückseite dieser Schicht reflektiert wird. Das an verschiedenen Stellen reflektierte Licht überlagert sich. Es kommt zu farbigen Interferenzmustern.
Wichtige Fälle, die sich auch gut mathematisch beschreiben lassen, sind die Interferenz an planparallelen Schichten und die Interferenz an keilförmigen Schichten. Ein spezieller Fall sind die newtonsche Ringe, mit deren Hilfe man z.B. die Qualität von Linsen prüfen kann.

Unter der Interferenz von Licht versteht man die Überlagerung von Lichtwellen mit Bereichen der Verstärkung und solchen der Abschwächung oder Auslöschung. Das Auftreten von stabilen Interferenzmustern ist bei Licht an bestimmte Voraussetzungen gebunden: Es muss kohärentes Licht vorliegen. Interferenz ist eine wellentypische Erscheinung. Sie kann mit dem Modell Lichtwelle erklärt werden. Genutzt werden kann die Interferenz zur Bestimmung der Lichtwellenlänge. Interferenz wird auch bei Interferometern angewendet, die beispielsweise zu genauen Längenmessungen eingesetzt werden können.

In einem Interferometer wird Licht durch einen Strahlteiler auf zwei verschiedenen Wegen durch das Instrument geschickt. Die Anordnung ist insgesamt so gewählt, dass sich das Licht, das verschiedene Wege durchlaufen hat, überlagert. Das kann mit verschiedenen Bauformen realisiert werden. Geringste Veränderungen der Lichtwege führen zu einer Veränderung des Interferenzmusters. Interferometer lassen sich daher zur Messung sehr kleiner Längenänderungen nutzen.

* 12.03.1824 in Königsberg
† 17.10.1887 in Berlin

Er ist einer der Begründer der theoretischen Physik in Deutschland. Neben den Verzweigungsregeln in beliebigen Stromkreisen gehört das Gesetz über das Verhältnis von Emissions- und Absorptionsvermögen strahlender Körper und sein Beitrag zur Spektralanalyse zu seinen Hauptleistungen.

Diejenigen Farben, in der wir einen Körper sehen, bezeichnet man als Körperfarben. Die Farbe eines Körpers hängt davon ab,

• welche Anteile des auftreffenden Lichtes reflektiert bzw. hindurchgelassen werden,
• mit welchem Licht er beleuchtet wird.

Darüber hinaus wird die Farbe eines Körpers von der Struktur seiner Oberfläche und von seiner Dicke beeinflusst.

Licht hat Welleneigenschaften und kann mit dem Modell Lichtwelle beschrieben werden. Dabei stellt sich die Frage, ob Licht eine Transversal- oder eine Longitudinalwelle ist und was bei Licht eigentlich schwingt. Aus experimentellen Untersuchungen ist ableitbar:

Wie andere Transversalwellen ist damit Licht auch polarisierbar. Das wird in vielfältiger Weise genutzt.

Das Licht breitet sich im Vakuum in allen Richtungen und unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der Lichtquelle oder des Lichtempfängers mit einer Geschwindigkeit von 299.792,458 km/s aus. Das ist zugleich die größte Geschwindigkeit, mit der sich Informationen ausbreiten können. Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist eine grundlegende Naturkonstante. Sie wird heute auch genutzt, um die Einheit 1 m zu definieren, die eine Basiseinheit des Internationalen Einheitensystems ist. In Luft breitet sich Licht näherungsweise mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit aus, in anderen Stoffen ist die Lichtgeschwindigkeit kleiner.

Körper, die selbst Licht erzeugen, werden als Lichtquellen bezeichnet. Je nach der Art der Lichtentstehung und den geometrischen Eigenschaften unterscheidet man verschiedene Arten von Lichtquellen. Unsere wichtigste natürliche Lichtquelle ist die Sonne. Weitere Lichtquellen, die es in unterschiedlichen Bauformen gibt, sind Glühlampen, Leuchtstofflampen, Halogenlampen, Glimmlampen, Leuchtdioden oder Laser.

Linsensysteme sind Anordnungen von Linsen, die insgesamt wie eine Sammellinse oder wie eine Zerstreuungslinse wirken. Die Objektive und Okulare optischer Geräte sind durchweg Linsensysteme. Sie werden vor allem deshalb verwendet, weil nur durch Linsensysteme die verschiedenen Arten von Abbildungsfehlern minimiert werden können. Darüber hinaus ist es möglich, Linsensysteme mit veränderlicher Brennweite (Zoomobjektive) zu konstruieren.

Ein Mikroskop ist ein optisches Gerät, mit dessen Hilfe man sehr kleine Objekte um ein Vielfaches vergrößert sehen kann. Durch eine Vergrößerung in zwei Stufen erreicht man eine Gesamtvergrößerung bis zum 1000fachen der Gegenstandsgröße. Begrenzt wird das Auflösungsvermögen eines Lichtmikroskops durch die Wellenlänge des Lichtes und die damit verbundenen Beugungseffekte.
Eine spezielle Art von Mikroskopen sind Elektronenmikroskope, mit denen eine wesentliche höhere Vergrößerung erreicht werden kann.

Licht ist eine sehr komplizierte Erscheinung, die mit unterschiedlichen Modellen beschrieben werden kann. Da ein Modell jeweils nur einige Merkmale oder Eigenschaften eines Originals widerspiegelt, hat jedes der Modelle einen bestimmten Anwendungsbereich. Das Modell Lichtstrahl ist ein Modell zur Darstellung des Weges, den das Licht zurücklegt. Es wird vor allem dann genutzt, wenn man in einfacher Weise die geradlinige Ausbreitung des Lichtes, die Entstehung von Schatten oder den Verlauf des Lichtes bei der Reflexion und bei der Brechung darstellen will. Das Modell versagt bei solchen Erscheinungen wie der Beugung, der Interferenz oder der Polarisation.

Licht ist eine sehr komplizierte Erscheinung, die mit unterschiedlichen Modellen beschrieben werden kann. Da ein Modell jeweils nur einige Merkmale oder Eigenschaften eines Originals widerspiegelt, hat jedes der Modelle einen bestimmten Anwendungsbereich. Das Modell Lichtwelle ist ein Modell zur Darstellung des Wellencharakters von Licht. Es wird vor allem dann genutzt, wenn man solche wellentypischen Erscheinungen wie Beugung, Interferenz oder Polarisation beschreiben und erklären will. Das Wellenmodell kann aber auch genutzt werden, um die Ausbreitung des Lichtes, die Reflexion oder die Brechung zu beschreiben und zu erklären. Seine Grenzen zeigen sich dort, wo der quantenhafte Charakter des Lichtes entscheidend ist, beispielsweise beim äußeren lichtelektrischen Effekt.

Allgemein spricht man von einer Finsternis, wenn der Schatten eines Himmelskörpers auf die Oberfläche eines anderen trifft. Eine Mondfinsternis tritt dann ein, wenn der Mond in den Erdschatten tritt. Die Erde befindet sich dann zwischen Sonne und Mond. Es ist Vollmond.

Es gibt eine Reihe von Stoffen, z.B. Zuckerlösungen, die folgende Eigenschaft besitzen: Lässt man linear polarisiertes Licht auf diese Flüssigkeiten fallen, so wird die Polarisationsebene des Lichtes beim Durchgang durch die Flüssigkeit gedreht. Stoffe mit dieser Eigenschaft nennt man daher optisch aktive Stoffe. Da der Drehwinkel von gelösten festen Stoffen von der Konzentration abhängig ist, kann die optische Aktivität z.B. dazu genutzt werden, um die Konzentration von Zuckerlösungen zu ermitteln.