Strahlenmodell in der Physik - so erklären Sie wichtige Phänomene des Lichts

Das Strahlenmodell vom Licht

• Schon Galileo Galilei machte sich zeitlebens Gedanken, "was Licht eigentlich sei" (konnte jedoch keine schlüssige Antwort finden). Und auch die moderne Physik kann diese Frage für Laien nur unanschaulich beantworten.
• Trotzdem ist das Strahlenmodell eines der einfachsten Modelle, das die Physik für das Phänomen "Licht" kennt. Und mit diesem Modell lassen sich auch zahlreiche Alltagseigenschaften von Licht zwanglos erklären.
• In diesem Modell senden Lichtquellen wie Kerzen, die Sonne oder auch Lampen Licht nach allen Seiten geradlinig in den Raum aus.
• Aus Öffnungen tritt Licht als sog. Lichtbündel aus.
• Diese Lichtausbreitung kann mit Hilfe von geraden Linien, den Lichtstrahlen, beschrieben werden. Der Anfangspunkt eines solchen Lichtstrahls ist ein Punkt der Lichtquelle.


Physik: Brennpunkt - Definition

"Brennpunkt" ist ein Begriff aus der Physik, genauer der Optik. Wahrscheinlich kennen Sie diesen …

• Eine Näherung für einen (praktisch nicht erzeugbaren) Lichtstrahl stellt ein sehr schmales Lichtbündel dar. 
• Durch den Lichtstrahl ist von der Geometrie her sowohl die Richtung als auch der Weg des Lichtes gegeben.

Alltagsphänomene des Lichtes - erklärt mit dem Modell aus der Physik

Modelle sind nur dann wirklich gut, wenn sie wichtige Phänomene bzw. Experimente erklären bzw. deuten können. Tatsächlich ist dies für eine ganze Reihe von Alltagsversuchen mit Licht möglich:

• Gegenstände können nur dann vom Beobachter gesehen werden, wenn Lichtstrahlen von einer Lichtquelle auf diesen treffen, dort reflektiert werden und dann das Auge des Beobachters erreichen.
• Mit dem Strahlenmodell lässt sich vor allem die Schattenbildung in der Physik erklären, unter anderem auch Sonnen- und Mondfinsternisse. 
• Oberflächen reflektieren Lichtstrahlen nach dem bekannten Reflexionsgesetz. Daher können glatte Oberflächen nur unter bestimmten Winkeln spiegeln bzw. blenden (auch aus dem Alltag bekannt, zum Beispiel von Fensterscheiben oder Wasseroberflächen).
• Licht wird beim Übergang von einem Medium (zum Beispiel Luft) in ein anderes (zum Beispiel Glas oder Wasser) gebrochen, das heißt, der Lichtstrahl wird aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt. Das Brechungsgesetz in seiner mathematischen Form gilt für einen Lichtstrahl als ideale Vorstellung.
• Lichtstrahlen lassen sich verwenden, um die Entstehung des Bildes bei der Lochkamera, aber auch bei Spiegeln und Linsen zu erklären. Zur Anwendung kommen dabei jeweils das Reflexions- und das Brechungsgesetz.