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Geometrische Optik

Index Geometrische Optik

Bildentstehung bei einer Sammellinse als Beispiel eines Strahlengangs: Das links als grüner Pfeil gekennzeichnete Objekt kann rechts von der Sammellinse vergrößert auf einem Schirm abgebildet werden. Die geometrische Optik oder Strahlenoptik bedient sich des Strahlenmodells des LichtesHeinz Haferkorn: Optik.

42 Beziehungen: Absorption (Physik), Antireflexbeschichtung, Auflösungsvermögen, Axiom, Beugung (Physik), Brennweite, Brewster-Winkel, Brille, Computergrafik, Doppelbrechung, Fermatsches Prinzip, Fernrohr, Fresnelsche Formeln, Gauß-Strahl, Gleichung, Hauptebene (Optik), Homogenität, Interferenz (Physik), Isotropie, Knotenpunkt (Optik), Licht, Linse (Optik), Mathematik, Matrizenoptik, Mikroskop, Objektiv (Optik), Optische Abbildung, Optische Achse (Optik), Paraxiale Optik, Photon, Polarisation, Pupille (Optik), Quantenmechanik, Raytracing, Schnittweite, Snelliussches Brechungsgesetz, Spin, Streuung (Physik), Technische Optik, Welle, Wellenlänge, Wellenoptik.

Absorption (Physik)

Video: Lichtabsorption im Wasser Absorption bezeichnet in der Physik allgemein die Schwächung von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung beim Eindringen in ein Medium.

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Antireflexbeschichtung

Antireflexbeschichtungen (kurz AR-Beschichtung) werden eingesetzt, um die Reflexion von optischen Oberflächen von Linsen, Objektiven, Prismen oder Platten zu unterdrücken und die Transmission zu erhöhen.

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Auflösungsvermögen

Der Begriff Auflösungsvermögen bezeichnet in der Optik die Unterscheidbarkeit feiner Strukturen, also zum Beispiel den minimalen Abstand, den zwei punktförmige Objekte haben müssen, um sie als getrennte Objekte wahrnehmen zu können.

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Axiom

Ein Axiom (von griechisch ἀξίωμα axíoma, „Forderung; Wille; Beschluss; Grundsatz; philos. (...) Satz, der keines Beweises bedarf“, „Wertschätzung, Urteil, als wahr angenommener Grundsatz“) ist ein Grundsatz einer Theorie, einer Wissenschaft oder eines axiomatischen Systems, der innerhalb dieses Systems weder begründet noch deduktiv abgeleitet, sondern als Grundlage willentlich akzeptiert oder gesetzt wird.

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Beugung (Physik)

Wenn der Lochdurchmesser deutlich kleiner ist als die Wellenlänge, entstehen dahinter Kugelwellen. Die Beugung oder Diffraktion ist die Ablenkung von Wellen an einem Hindernis.

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Brennweite

Bei einzelnen dünnen Linsen ist die Brennweite ''f'' gleich dem Abstand des Brennpunkts ''F'' von der Linsenmitte. Bei gewölbten Spiegeln ist es der Abstand vom Spiegelscheitel. Die Brennweite ist der Abstand zwischen der Hauptebene einer optischen Linse oder eines gewölbten Spiegels und dem Fokus (Brennpunkt).

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Brewster-Winkel

Der Brewster-Winkel (nach Sir David Brewster, 1781–1868) oder Polarisationswinkel ist eine Größe der Optik.

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Brille

Korrektionsbrille Eine Brille (auch bezeichnet als Augenglas oder Augengläser) ist eine seit dem 13.

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Computergrafik

Die Computergrafik ist ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit der computergestützten Bilderzeugung, im weiten Sinne auch mit der Bildbearbeitung befasst.

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Doppelbrechung

Doppelbrechung beim Calcit Doppelbrechung an einem Kalkspat-Kristall: ordentlicher und außerordentlicher Strahl sind durch rote Fluoreszenz im Kristall sichtbar Die Doppelbrechung oder Birefringenz ist die Fähigkeit optisch anisotroper Medien, ein Lichtbündel in zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilbündel zu trennen (ordentlicher und außerordentlicher Strahl).

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Fermatsches Prinzip

Analogie zum Fermatschen Prinzip: Wie erreicht der Rettungsschwimmer den Ertrinkenden am schnellsten? Der rote Weg besitzt die kürzeste Laufzeit t. Die Geschwindigkeit am Strand beträgt 4 \fracms und im Wasser 1 \fracms. Das Fermatsche Prinzip (nach Pierre de Fermat) besagt, dass Licht in einem Medium zwischen zwei Punkten Wege nimmt, auf denen seine Laufzeit sich bei kleinen Variationen des Weges nicht ändert.

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Fernrohr

Orangerie Kassel Tripel-Objektiv, Zenitprisma und Sucher Das Fernrohr, auch Linsenfernrohr oder Refraktor, ist ein optisches Instrument, bei dessen Nutzung entfernte Objekte um ein Vielfaches näher oder größer erscheinen.

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Fresnelsche Formeln

Die fresnelschen Formeln (nach Augustin Jean Fresnel) beschreiben quantitativ die Reflexion und Transmission einer ebenen, elektromagnetischen Welle an einer ebenen Grenzfläche.

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Gauß-Strahl

Der Gauß-Strahl (auch gaußsches Bündel) ist ein Konzept der paraxialen Optik zur Beschreibung der Lichtausbreitung, in dem sich Methoden der Strahlen- und der Wellenoptik verbinden.

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Gleichung

Älteste gedruckte Gleichung (1557), in heutiger Schreibweise „14x + 15.

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Hauptebene (Optik)

Linse: Im Arbeitsmodell Paraxiale Optik werden die Strahlen an den Grenzflächen ungebrochen (gestrichelt) bis zur jeweiligen Hauptebene weiter geführt und erst dort gebrochen (Mittenstrahl 3 nur parallel versetzt) dargestellt. Hauptebenen sind zwei beim Arbeitsmodell Paraxiale Optik in einem Abbildungssystem definierte Ebenen, in denen vereinfacht die Brechungen der Lichtstrahlen angenommen werden.

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Homogenität

Homogenität (von ὁμός homόs „gleich“ und γένεσις genesis „Erzeugung, Geburt“, also etwa: gleiche Beschaffenheit) bezeichnet die Gleichheit einer Eigenschaft, über die gesamte Ausdehnung eines Systems oder auch die Gleichartigkeit von Elementen eines Systems.

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Interferenz (Physik)

Treffen Wellenzüge aufeinander, entsteht während der Zeit der Begegnung eine Interferenz Interferenzfarben bei einem dünnen Ölfilm auf Wasser Interferenz bei der Lichtreflexion an einer CD Interferenz (lat. inter ‚zwischen‘ und ferire über altfrz. s’entreferir ‚sich gegenseitig schlagen‘) beschreibt die Änderung der Amplitude bei der Überlagerung von zwei oder mehr Wellen nach dem Superpositionsprinzip – also die vorzeichenrichtige Addition ihrer Auslenkungen (nicht der Intensitäten) während ihrer Durchdringung.

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Isotropie

Isotropie (von „gleich“ und tropos „Drehung, Richtung“) ist die Unabhängigkeit einer Eigenschaft von der Richtung.

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Knotenpunkt (Optik)

Unter den Knotenpunkten K (objektseitig) und K' (bildseitig) versteht man die Punkte auf der optischen Achse eines optischen Systems, für die gilt: Ein Strahl im Objektraum, der durch K geht (oder auf K zielt, aber vorher an der ersten Fläche des Systems gebrochen wird), geht im Bildraum, also nach dem Durchgang durch das System, durch K' und behält seine Richtung bei, d. h.

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Licht

dreieckiges Dispersionsprisma in seine Spektralfarben aufgeteilt, die verschieden stark gebrochen werden Durch die Latten einer Scheune einfallendes Sonnenlicht Licht ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung.

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Linse (Optik)

Einfache bikonvexe Linse (Sammellinse). Der äußere Rand der Linse ist matt geschliffen. Als Linsen bezeichnet man in der Optik transparente Scheiben, von deren zwei Oberflächen wenigstens eine – meistens ''sphärisch'' – gekrümmt ist.

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Mathematik

Die Mathematik (bundesdeutsches Hochdeutsch:,; österreichisches Hochdeutsch:; mathēmatikē téchnē ‚die Kunst des Lernens‘) ist eine Formalwissenschaft, die aus der Untersuchung von geometrischen Figuren und dem Rechnen mit Zahlen entstand.

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Matrizenoptik

Die Matrizenoptik ist eine Rechenmethode in der paraxialen Optik, bei der die Veränderung von Lichtstrahlen durch optische Bauelemente mit Hilfe von Matrizen dargestellt wird.

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Mikroskop

Leitz von 1909, ein für die Zeit typisches Labormikroskop. Ein Transmissionselektronenmikroskop. Nadelspitze eines Rasterkraftmikroskops, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop. Ein Mikroskop (von griechisch μικρός mikrós „klein“; σκοπεῖν skopeín „betrachten“) ist ein Gerät, das es erlaubt, Objekte stark vergrößert anzusehen oder bildlich darzustellen.

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Objektiv (Optik)

Blende Zwei hochauflösende Mikroskopobjektive DRP 142294 (Baujahr vor 1910) Ein Objektiv ist ein sammelndes optisches System, das eine reelle optische Abbildung eines Gegenstandes (Objektes) erzeugt.

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Optische Abbildung

Die optische Abbildung ist in der Optik die Erzeugung eines Bildpunkts von einem Gegenstandspunkt durch Vereinigung von Licht, das vom Gegenstandspunkt ausgeht, mittels eines optischen Systems.

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Optische Achse (Optik)

Strahlengang an einer Sammellinse. Die optische Achse befindet sich in der Mitte Als optische Achse, kurz OA, bezeichnet man die Symmetrieachse eines rotationssymmetrischen optischen Systems.

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Paraxiale Optik

Die paraxiale Optik, auch gaußsche Optik oder Optik erster Ordnung, ist eine Vereinfachung der geometrischen Optik, bei der nur Lichtstrahlen betrachtet werden, die mit der optischen Achse kleine Winkel bilden und kleine Abstände von ihr haben (sog. paraxiale Strahlen).

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Photon

Photonen (von altgriechisch φῶς phōs „Licht“; Einzahl „das Photon“), auch Lichtquanten oder Lichtteilchen, sind anschaulich gesagt die Energie-„Pakete“, aus denen elektromagnetische Strahlung besteht.

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Polarisation

stehenden Welle auf einem Gummifaden. Im Vordergrund wird das Ende des Fadens durch das Futter einer Bohrmaschine im Kreis geführt. Dadurch entsteht eine zirkuläre Schwingung. Zwei parallele Metallstangen erlauben eine freie Bewegung des Gummis in waagerechter, nicht aber in senkrechter Richtung. Dadurch schwingt das Gummi hinter den Stangen nur noch in einer Ebene. Dies entspricht linearer Polarisation. Die Polarisation einer Transversalwelle beschreibt die Richtung ihrer Schwingung.

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Pupille (Optik)

Die Pupillen sind in der Optik die realen oder virtuellen Strahlquerschnitte, durch die alle Strahlenbündel beim Ein- oder Austritt in ein optisches System fallen.

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Quantenmechanik

Die Quantenmechanik sichtbar gemacht: Rastertunnelmikroskopaufnahme von Kobaltatomen auf einer Kupferoberfläche. Das Messverfahren nutzt Effekte, die erst durch die Quantenmechanik erklärt werden können. Auch die Interpretation der beobachteten Strukturen beruht auf Konzepten der Quantenmechanik. Die Quantenmechanik ist eine physikalische Theorie, mit der die Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten von Zuständen und Vorgängen der Materie beschrieben werden.

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Raytracing

Raytracing (dt. Strahlverfolgung oder Strahlenverfolgung, in englischer Schreibweise meist ray tracing) ist ein auf der Aussendung von Strahlen basierender Algorithmus zur Verdeckungsberechnung, also zur Ermittlung der Sichtbarkeit von dreidimensionalen Objekten von einem bestimmten Punkt im Raum aus.

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Schnittweite

Unter der Schnittweite (meist bezeichnet mit s bzw. s') versteht man in der geometrischen Optik.

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Snelliussches Brechungsgesetz

Reflexion eines Lichtstrahls beim Eintritt in Glas. Der nach rechts oben reflektierte Strahl hat den gleichen Winkel zum Lot auf die Oberfläche wie der von links oben einfallende Strahl (jeweils 60°). Der Winkel des ins Glas eindringenden Strahls (Brechungswinkel) beträgt bei diesem Versuch 35°. Das Glas hat einen größeren Brechungsindex als Luft. Das Brechungsgesetz, auch Snelliussches Brechungsgesetz, Snelliussches Gesetz oder Snellius-Gesetz beschreibt die Richtungsänderung der Ausbreitungsrichtung einer ebenen Welle beim Übergang in ein anderes Medium.

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Spin

Spin (von ‚Drehung‘, ‚Drall‘) ist in der Teilchenphysik der Eigendrehimpuls von Teilchen.

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Streuung (Physik)

Unter Streuung versteht man in der Physik allgemein die Ablenkung eines Objekts durch Wechselwirkung mit einem lokalen anderen Objekt (Streuzentrum), konkreter die Ablenkung von Teilchen- oder Wellenstrahlung.

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Technische Optik

Technische Optik, auch Optotechnik, ist ein Fachgebiet, das die ingenieurwissenschaftliche Anwendung von Optik umfasst.

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Welle

Eine Welle ist eine sich räumlich ausbreitende periodische (Schwingung) oder einmalige (Störung) Veränderung des Gleichgewichtszustands eines Systems bezüglich mindestens einer orts- und zeitabhängigen physikalischen Größe.

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Wellenlänge

Phase (das sind Punkte mit gleicher Auslenkung und gleicher Steigung). Die Wellenlänge \lambda (griechisch: Lambda) einer periodischen Welle ist der kleinste Abstand zweier Punkte gleicher Phase.

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Wellenoptik

Als Wellenoptik oder physikalische Optik bezeichnet man in der Physik den Teilbereich der Optik, der Licht als elektromagnetische Welle behandelt statt als Bündel von Lichtstrahlen wie in der geometrischen Optik.

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Leitet hier um:

Lichtstrahl, Strahlenoptik.

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