Definition: In der Optik wird die Natur des Lichts untersucht, insbesondere seine Entstehung, Ausbreitung und Wechselwirkung mit Materie.
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Zur Einführung dienen einige gefilmte Optikexperimente.
"Eine Welle läuft zwischen zwei Punkten A und B immer so, dass sie dazu möglichst wenig Zeit braucht." Mit diesem Satz kann das Brechungsgesetz hergeleitet werden.
Konstruktion des Strahlengangs für Abbildungen an Linsen und Spiegeln.
Strahlengänge für die sphärische und die chromatische Aberration.
Bei Linsen, deren Dicke gegenüber der Brennweite nicht mehr vernachlässigt werden kann, helfen die Hauptebenen bei der Konstruktion der Lichtwege.
Für 10 bis ca 1000 fache Vergrösserungen verwendet man das Lichtmikroskop. Es erzeugt eine zweistufige Abbildung.
Das galileische Fernrohr erzeugt aufrechte Bilder mit einer ca. 3 fachen Vergrösserung.
Brechungs- und das Reflexionsgesetz, illustriert über die Wellenoptik.
Die Intensität von reflektiertem und gebrochenem Licht berechnet sich nach den Fresnel'schen Gesetzen.
Die Grenzen der geometrischen Optik werden bei der Beugung offensichtlich. Die Abweichung vom geradlinigen Strahlengang kann nur mit der Welleneigenschaft des Lichts erklärt werden.
Die Welleneigenschaft des Lichts führt dazu, dass das optische Abbild eines Punktes immer ein Beugungsmuster ist, das von den Blenden des Abbildungssystems erzeugt wird. Daraus ergeben sich Grenzen für das theoretisch erreichbare Auflösungsvermögen, die von Rayleigh beschrieben wurden.
