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Lexikon der Mathematik: Optik

Elektrodynamik des sichtbaren Lichts.

Teilgebiete der Optik sind die klassische Optik und die Quantenoptik. Die klassische Optik anzuwenden ist immer dann sinnvoll, wenn das Licht als kontinuierlich anzusehen ist. Die mathematisch kompliziertere Quantenoptik muß man dann anwenden, wenn die Tatsache, daß das Licht aus einzelnen Photonen besteht, wesentlich ist.

Die klassische Optik wird oft auch als geometrische Optik bezeichnet, da der Verlauf der Lichtstrahlen und Effekte wie Reflexion und Brechung mittels elementargeometrischer Konstruktionen ermittelt werden können. Das Fermatsche Prinzip bestimmt den Verlauf des Lichts: Das Licht verläuft so, daß es möglichst wenig Zeit vom Emissions- zum Absorptionspunkt benötigt.

In der hier angegebenen Definition fallen aber auch Interferenzerscheinungen unter die klassische Optik; diese Erscheinungen sind zwar nicht mehr mit der geometrischen Vorstellung, Licht einfach als einen geometrischen Strahl anzusehen, erklärbar, fallen jedoch noch nicht unter Quantenoptik, da sie nur die Wellennatur des Lichts, nicht aber dessen Quantelung, zur Erklärung benötigen.

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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