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Lichtmodelle

Mit der Zeit haben Physiker immer neue Modelle entworfen, um die Eigenschaften des Lichts genauer zu beschreiben. Zunächst ging man davon aus das Licht aus Lichtstrahlen besteht, die sich geradlinig ausbreiten. Später formulierte Christiaan Huygens das nach ihm benannte Huygenssche Prinzip, welches als Grundlage der Wellenoptik gilt.

Modell Lichtstrahl

Das Licht einer Lichtquelle breitet sich geradlinig nach allen Seiten aus, wenn es nicht durch andere Körper daran gehindert wird. Der Weg des Lichts kann durch Halbgeraden, den Lichtstrahlen veranschaulicht werden.

Dieses Modell wird vor allem zur Erklärung der Schattenbildung hinter lichtundurchlässigen Körpern sowie der Reflexion und Brechung verwendet.

Modell Lichtwelle und huygens'sches Prinzip

Das huygens'sche Prinzip (nach Christiaan Huygens), auch huygens-fresnelsches Prinzip genannt, besagt, dass jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer neuen Welle, der so genannten Elementarwelle, betrachtet werden kann. Die neue Lage der Wellenfront ergibt sich durch Überlagerung (Superposition) sämtlicher Elementarwellen. In drei Dimensionen sind Elementarwellen halbkugelförmig, in zwei Dimensionen oder 2D-Darstellung halbkreisförmig. Die Halbkugelform ist wichtig, damit es keine rückwärts laufende Welle ergibt, welche mit der ursprünglichen Welle zur Entstehung einer stehenden Welle führen würde.

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Die folgende Animation zeigt wie man mit Hilfe des huygen'schen Prinzips herleiten kann, wie eine Welle verläuft die sich durch einen Spalt bewegt.

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Quellen

Literatur

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