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Einführung in die Wellenoptik

4. Historischer Überblick - 2

Wie gut, dass es beide Modelle gibt!

Nach all dieser Bestätigung für die sich nun allmählich durchsetzende Wellentheorie wurde ihr nun gerade der eingangs erwähnte "Äther" zum Verhängnis:

Albert Michelson (1852-1931) wies 1887 nach, dass, wenn es einen Äther gibt, dieser ruhen muss - und damit nicht mehr als Erklärung im bisher gebräuchlichen Sinn herhalten konnte.

Im Jahr 1905 verwarf kein Geringerer als Albert Einstein in seiner speziellen Relativitätstheorie die Vorstellung eines "Lichtäthers" völlig - er war überflüssig! Elektromagnetische Wellen, also auch Licht, benötigen zur Ausbreitung kein Medium (im Gegensatz zu den Ihnen vielleicht bereits bekannten mechanischen Wellen).Im gleichen Jahr brachte Einstein wieder die Teilchenhypothese ins Gespräch, indem er Licht als Strom von Energiequanten (auf Max Planck zurückgehend), den so genannten Photonen, auffasste. Mit diesem Modell konnte er den Photoeffekt deuten, für den er 1921 den Nobelpreis erhielt.

Mit dem Ausbau der Quantenmechanik bis zum Ende der 20er Jahre wurde nach und nach klarer, dass Wellen- und Teilchenkonzept dualistisch aufzufassen sind, womit die heute gültige zwei-fache Antwort gefunden war.

Die beiden Modelle schließen sich in unserer alltäglichen Anschauung gegenseitig aus, sind aber nichts anderes als zwei Seiten ein und derselben Medaille: Im Lernmodul zur Quantenmechanik wird noch erläutert werden, wie Teilchen- bzw. Welleneigenschaften von Licht (oder auch Materie) im submikroskopischen Bereich ineinander übergehen.

Das so genannte Zylinderparadoxon, welches in der folgenden Abbildung dargestellt ist, veranschaulicht diesen Sachverhalt treffend:Die tatsächliche, wahre Natur des Lichtes (entspricht dem Zylinder) wird uns Menschen wohl auf immer verschlossen bleiben. Lediglich Teilaspekte dieser Wirklichkeit, also Projektionen derselben, die bestimmten Extremfällen entsprechen, können wir durch entsprechende Modelle (die projizierten Schattenwürfe des Zylinders) erfassen und beschreiben. Hierbei können sich durchaus zwei Modelle, die sich auf den ersten Blick gegenseitig auszuschließen scheinen, als zur selben Wirklichkeit zusammengehörig herausstellen, wie es beim Wellen- und Teilchenmodell des Lichtes der Fall war.

Abb.1
Das Zylinderparadoxon

Ausblick auf das vorliegende Lernmodul Wellenoptik

In den nachfolgenden Abschnitten dieses Lernmoduls soll auf die Beschreibung von Licht durch einen elektromagnetischen Wellenvorgang eingegangen werden. Alle dort erzielten Ergebnisse gelten natürlich auch allgemein für alle anderen Arten elektromagnetischer Wellen.

Das Schöne an der Wellenoptik ist, dass man die hier behandelten Phänomene alltäglich in der eigenen Umgebung wiederfinden kann - und diese dabei meist sehr farbenfroh sind...

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