Geometrische Optik

Die geometrische Optik oder Strahlenoptik bedient sich des Strahlenmodells des Lichtes und behandelt damit auf einfache, rein geometrische Weise den Weg des Lichtes auf Linien. Mit ihr lässt sich in der technischen Optik die optische Abbildung oft mit ausreichender Genauigkeit beschreiben.

Beschränkt man die geometrische Optik auf Strahlen, die nahe der optischen Achse verlaufen und zu ihr parallel sind oder sie sehr flach schneiden, liegt die sogenannte paraxiale Optik vor. Dafür lassen sich geschlossene mathematische Abbildungsgleichungen finden, mit denen man Lage und Größe des erzeugten Bildes sowie einige Kenngrößen des optischen Systems ermitteln kann: Brenn- und Schnittweite (objekt- und bildseitig), Lage der Haupt- und Knotenpunkte und der Ein- und Austrittspupille.

Das Modell des Lichtstrahls, also eines auf eine Linie begrenzten Lichtbündels, ist eine physikalischen Idealisierung, die nur angenähert realisiert werden kann. Die geometrische Optik kann Phänomene wie Interferenz, Beugung und Polarisation nicht beschreiben, die untrennbar mit dem Wellencharakter des Lichts verknüpft sind. Sie lässt sich aber mathematisch als Grenzfall der Wellenoptik für verschwindend kleine Wellenlängen des Lichts auffassen. Doch auch in diesem Fall versagt sie, wenn die Verhältnisse für Strahlen mit hoher Energiedichte oder nahe an einer scharfen Schattengrenze untersucht werden sollen.

1. 1 2 Heinz Haferkorn: Optik. Physikalisch-technische Grundlagen und Anwendungen. 3., bearbeitete und erweiterte Auflage. Barth, Leipzig u. a. 1994, ISBN 3-335-00363-2, S. 35.
2. ↑ Heinz Haferkorn: Optik. Physikalisch-technische Grundlagen und Anwendungen. 3., bearbeitete und erweiterte Auflage. Barth, Leipzig u. a. 1994, ISBN 3-335-00363-2, S. 11.
3. ↑ Heinz Haferkorn: Optik. Physikalisch-technische Grundlagen und Anwendungen. 3., bearbeitete und erweiterte Auflage. Barth, Leipzig u. a. 1994, ISBN 3-335-00363-2, S. 180.
4. ↑ Heinz Haferkorn: Optik. Physikalisch-technische Grundlagen und Anwendungen. 3., bearbeitete und erweiterte Auflage. Barth, Leipzig u. a. 1994, ISBN 3-335-00363-2, S. 184.