Lichtweg

Der zeitlich kürzestem Weg entspricht also nicht notwendigerweise dem geometrisch kürzeste Weg! Die alltägliche Beobachtung lehrt uns, dass Fermats Prinzip eindeutig zutrifft. Andernfalls könnten wir keine Lichtquelle als solche ausmachen, d.h. einer Position im Raum zuordnen. Der Sternenhimmel, als Beispiel, wäre ein einziger diffuser Nebel. Jeder Lichtstrahl muss also wissen, welchen Weg er zu nehmen hat. Wie macht er das? Die Antwort ist einfach: gar nicht. Tatsächlich emittiert die Lichtquelle in alle Richtungen Lichtbündel, und am Ziel treffen diese auch aus allen möglichen Richtungen ein. Bedingt durch die unterschiedlichen Weglängen haben die Wellen aber unterschiedliche Phasenlagen, die sich gegenseitg verstärken oder auslöschen können. Die Wellen, die entlang des Lichtwegs oder nahe an ihm gereist sind, verstärken sich gegenseitig wegen ihrer sehr ähnlichen Phasenlage. Wellen  mit großem Abstand zum Lichtweg löschen sich wegen ihrer sehr unterschiedlichen Phasenlagen dagegen gegenseitig aus. Trägt man die Helligkeit einer Lichtquelle gegen die Richtung, aus der das Licht eintrifft, auf, ergibt sich eine Verteilungskurve, wie sie beispielhaft in der folgende Abbildung dargestellt ist.

[Abb.: Verteilungskurve Licht]

Tatsächlich kommt also Licht auch noch aus anderen Richtungen an, doch ist dieses im Vergleich so schwach, dass wir effektiv nur die Lichtbündel registrieren, die den sogenannten Lichtweg genommen haben.

Der Lichtweg, auch optische Weglänge genannt, ist der Weg mit der kürzesten Laufzeit für einen Lichtstrahl zwischen zwei Punkten.

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