Fermatsches und Huygenssches Prinzip • Aristoteles ⯈ Stringtheorie (25) | Josef M. Gaßner 

Prof. Dr. Gassner ist ein hervorragender Wissenschafter und, was sehr selten ist, ein lichtbringender Didaktiker für Suchende. Man sieht, hört und sagt sich am Ende „Heureka“.

Ich könnte ihnen stundenlang zuhören. Sie strahlen eine Begeisterung aus, die unglaublich intensiv ist. Man spürt wie sehr Sie lieben was Sie tun.

Man kann Ihre Arbeit und Begeisterung (und auch die Ihres Teams) nicht hoch genug loben! Ich bin so froh, dass es hier immer wieder so wunderbare und lehrreiche Videos gibt. Ergebensten Dank dafür und weiter so!

Diese Videoreihe ist bereits heute legendär. Irgendwann werden Sie bestimmt ein Buch dazu schreiben, das wird 100% ein Bestseller.

faszinierend, gibt kaum jemanden der mit mehr Spaß kompliziertes einfach erklärt. Danke dir und deinem Team

Wie immer ein schönes Video. Wir nähern uns dem vielleicht grandiosesten Experiment überhaupt und ich freue mich bereits jetzt darauf. Danke sehr für ihre Mühe und Zeit!

Video-Wunsch: James Webb Teleskop: Motivation, Prinzip, Entwicklung, Einsatz usw. Kann auch ruhig mal 45 min gehen. Danke! :D

Als ich vor Jahren noch Taxifahrer in Hamburg war stieg eine gebildete und an der Oper interessierte, ältere Dame im Bereich Sternschanze ein und wollte quer durch die Stadt in den fernen Stadtteil Sasel gefahren werden. Ich überlegte blitzschnell wie ich am besten fahren könnte und bot ihr folgendes an: “Möchten Sie gerne, dass ich den kürzesten, den günstigsten, den schnellsten oder den schönsten Weg nehme?” Worauf sie ohne zu zögern antwortete: “Den schönsten natürlich, junger Mann!”

Super spannend, wie immer. Es doch auch faszinierend, dass ein Hund z.B. auch diesen Weg geht/schwimmt, wenn man einen Ball ins Wasser wirft. Die Natur bringt schon spektakuläre Sachen hervor. Ich freue mich auf viele weitere Folgen.

Ich bin begeistert, vielen Dank für diesen Beitrag :)

Vielen Dank an Sie Herr Gaßner und ihr gesamtes Team für Ihre Arbeit. Ihre Videos sind eine Bereicherung für diese Plattform. Ich Wünsche Ihnen allen alles gute.

Wow. Eines der besten Videos über Physik, das ich jemals gesehen hab. Wirklich eine fantastische Erklärungsweise

Danke Euch für diesen Kanal!

Vielen Dank für das Vorbereiten und das veröffentlichen des Videos. Das Thema Licht, ist und bleibt in den Naturwissenschaften eins der Interessantesten schlechthin. Somit ist auch dieses Video, Interessant wie lehrreich und sogar sehr verständlich. Hohes Niveau. Dafür investiere ich meine Zeit gerne.

Der Rettungsschwimmer hat mich gerettet. ;)

Ach, die schöne Abi-Zeit, fühle mich wie in einer Zeit-Schleife ;-) DANKE!

Endlich ein neues Video Ich bin beim warten fast gestorben

Auch für diesen Beitrag mein herzliches Dankeschön.

Maximalprinzip des Lichts 😯 Wow, sehr interessant

Karrieretipps für Rettungsschwimmer... Das nenn' ich mal fächerverbindenden Unterricht! ... By the way: vielen Dank für das Video und die Reihe überhaupt!

Also, die Zeichnung mit den Kugelwellen hinkt, denn ebensogut könnte in der Zeichnung das Wasser oben sein. Dann wären die Neigungen der Fronten gerade verkehrtherum... es kann also nur mit den unterschiedlichen Geschwindikgeiten des Lichts in den verschiedenen Medien erklärt werden.

Wunderbar erklärt wie immer ! Freue mich schon auf die nächste Folge.

Die Serie hat Suchtpotential. Vielen Dank für alle Videos bisher.

"Einfacher ist der Name..." - "Pierre de Fermat" nachvertont :D

Hab morgen meine erste Optikvorlesung mit dem Huygensschen und Fermatschen Prinzip als erstes Kapitel . Perfektes Video für den Einstieg.

Danke! Ich freu mich immer auf neue Beiträge.... Bitte weiter so, MfG Patrick 😊

Juhuuu es geht endlich weiter!! Danke an das ganze Team!!

Hallo Herr Gassner, ich bin wie immer begeistert :) Allerdings verstehe Ihre Grafik zum Prinzip der höchsten Geschwindigkeit nicht, da sie definierte Start- und Zielpunkte voraussetzt. Ein Lichtstrahl aus grosser Entfernung bräche sich also anders, als der aus einer nahen Quelle. Oder anders herum: ein auf der rot eingezeichneten Linie weiter von der Brechungsebene entfernter Beobachter nähme einen anderen Strahl der Lichtquelle unter einem anderen Winlel wahr? Bewege ich mich also innerhalb des dichteren Mediums auf das Bild einer Sonne zu, verändert sich sowohl deren scheinbare Position als auch der Ausschnitt der Oberfläche, den ich sehe?

Endlich wieder eine grandioses Video der Reihe😍 ich habe sehnsüchtig darauf gewartet!

Oh man, das nächste ist mein Lieblingsthema, das Doppelspalt-Experiment. Hoffentlich dann auch mit den Experimenten der Verschränkung, und dass die Teilchen (von unserer Zeitsicht aus) wissen, was ihre Partnerteilchen in der Zukunft machen werden :) Gleich mal abonnieren dass ichs nicht verpasse :D

Herr Gaßner ich hadere oft mit Ihren Erklärungen. Aber das ist genial erklärt!!! Warum hört man das so nicht in der UNI... "Licht geht den schnellsten weg" sollte jeder student mal gehört haben

ok jetzt wirds intressant... wenn man den titel liest und garkeine ahnung hat worum es geht :D

Doch wie genau entsteht nun der Schatten hinter dem Spalt? Nach dem Huygensschen Prinzip (wie erklärt) und in der Zeichnung ist phi immer 90°. Oder? Und warum funktioniert das Prinzip nur entlang der Ausbreitungsrichtung? Würde nicht auch stets eine neue Wellenfront engegengesetzt der Ausbreitungsrichtung entstehen? Oder löschen diese sich gegenseitig aus? Und gibt es irgendwie einen Takt nachdem man die einzelnen "Miniwellen" zu einer neuen Wellenfront zsammenfassen kann von der aus sich wiederum einzelne Wellen ausbreiten würden? Bin so verwirrt ^^

Lustig übrigens, dass ausgerechnet ein überzeugter Anhänger der Korpuskeltheorie (Poisson) auf einen schlagenden Beweis für die Wellentheorie gekommen ist: Den Poisson-Fleck.

Eine Verständnisfrage: woher weiß das Licht, wie es den schnellsten Weg gehen kann ohne zu wissen, in welches Medium es als nächstes eintreten wird? Für das fermatische Prinzip (Extremal) müsste das Licht die Brechungskoeffizienten der gesamten Strecke kennen, um die optimalen Wege ermitteln zu können. Auch wenn für das Photon keine Zeit vergeht und alle Längen maximal kontrahiert sind (zumindest im Vakuum bei der Lichtgeschwindigkeit c), so kann es nicht die gesamte Raumzeit kennen, oder etwa doch? Vielen Dank im Voraus für eine Antwort! Lg

Mh, die Erklärung der Brechung mit Kugelwellen, scheint mir ein bisschen unglücklich formuliert. Mir fehlt der entscheidende Punkt, dass auch hier die unterschiedliche Geschwindigkeit des Lichtes in den Medien zum Brechungswinkel führt. Sie erklären in Ihrer Zeichnung, dass die Kugelwellen, die schon eher an der Brechungskante waren, sich schon weiter ausbreiten konnten. Aber würden sie sich von da an mit der gleichen Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, würde die Einhüllende oder Wellenfront ihren Winkel nicht ändern. (Es wäre also kein Medienübergang oder ein Übergang zu einem Medium mit derselben Lichtgeschwindigkeit.) Es liegt also eher an der langsameren Ausbreitung der Wellen im Wasser, dass die ersten Wellen sozusagen "hinterherhinken" und sich der Winkel dieser Wellenfront ändert.

Eine Sache verstehe ich nicht: Wie ist das Fermat‘sche Extremalprinzip (Licht nimmt den schnellsten Weg) mit dem relativistischen Extremalprinzip (Weg der maximalen Eigenzeit) zu vereinbaren? Bei c im Vakuum vergeht für das Licht gar keine Zeit, hingegen in Medien mit Ausbreitungsgeschwindigkeit < c immerhin ein kleines bisschen. Also müsste doch (zur Maximierung der Eigenzeit) ein möglichst kurzer Weg durchs Vakuum und ein möglichst langer Weg durchs Medium angestrebt werden. Das Fermat‘sche Prinzip sagt aber genau das Gegenteil. Wie ist das zu erklären?

Noch eine Anmerkung zum Beispiel mit dem Rettungsschwimmer: Man könnte denken: Woher weiß denn der Lichtstrahl von vornherein, in welche Richtung er gehen muss, damit er zum Zielpunkt in der kürzesten Zeit ankommt? Der Strahl weiß ja gar nicht, was der Zielpunkt ist! Aber der Lichtstrahl weiß das natürlich nicht. Der „Strahl“ ist nur die Senkrechte zur Ausbreitungsrichtung der Welle, und die gibt die zeitkürzeste Richtung an, auf der sich z.B. ein Wellenberg von einem Punkt zum nächsten bewegt; die Welle gehorcht aber den Maxwellgleichungen, die rein lokale Gleichungen sind, die also nichts von einem Ausgangs- oder Zielpunkt der wissen. Sie lassen sich aus einem lokalen Variationsprinzip gewinnen. In den zwei Beschreibungen Lichtwelle und Lichtstrahl ist in gewisser Weise der Welle-Teilchen-Dualismus der Quantenmechanik schon angelegt.

Wie immer sehr interessant...

TOP!

Also das Matsche und Hygiene Prinzip. Sehr interessant :)

"Licht hat im Vakuum eine höhere Geschwindigkeit als im Medium (Wasser.)" War dies eine Aussage oder eine missverständlich formulierte Beschreibung der Denkweise des Wissenschaftlers? Ich dachte, die Lichtgeschwindigkeit sei eine Konstante?! Ach, wo ist denn die Orange abgeblieben? ;) Tolles Video, Dankeschön. Freue mich auf die Fortsetzung.

Herr Gaßner, sie sagten zu Licht gibt es das Teilchenbild von Newton, das lokale Wellenbild von Huygens und das globale Wellenbild das auf einem Extremalprinzip beruht von Fermat. Das alles sind Modelle und in einem der ersten Videos dieser Reiche sagen sie das Modelle nicht beschreiben wie die Welt ist sondern nur Vorhersagen machen. Also beschreiben wie sie sein könnten. Als Klemptner habe ich verschiedene Rohrzangen und benutze immer die mit der ich das Probem am besten Lösen kann. Wie ist es in der Physik? Nimmt man von den verschiedenen Modellen das mit dem es sich am besten Rechnen läßt oder gibt es ein da eine Präferenz. Irgendwie scheint das Extermalprinzip immer wieder zu kommen. Aber mal als minimale Wirkung, maximale Eigenzeit und jetzt wieder als minimale Laufzeit. Also auch wieder eine Auswahl aus maximal / minimal so wie man es gerade braucht. Gibt es denn keine grundsätzliche Regel in der Physik nach dem man ein Model erstellt? Ausser das Vorderung das es korrekte Vorhersagen machen muss.

4 std und 1.500 Aufrufe .... Ich bin angemessen Beindruckt !!!! WEITER SO !!! .... ein Fan :)

Wenn das Licht sich aufgrund des Extremalprinzips in einem bestimmten Winkel bricht, müsste es ja quasi vor Durchquerung zweier Medien "wissen" wo es am Ende rauskommen um den schnellsten Weg wählen zu können? Verstehe ich nicht :D Anschauung adé

Bei der Brechung des Lichts an Wasser ist m.E. hier nicht genau genug argumentiert: Nehmen wir an, dort gäbe es kein Wasser und die bisherige Grenzlinie zwischen Wasser und Luft wäre nur eine gedachte Linie. Dann würde die Argumentation sich überhaupt nicht von der im Video dargestellten unterscheiden, und man käme zu dem seltsamen Ergebnis, das Licht würde an dieser gedachten Linie gebrochen, obwohl auf beiden Seiten der Linie ja nur Luft ist. Hier muss also noch irgendwie die andere Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in Wasser mit eingehen.

Eine Frage zur Erläuterung vom Frenel-Prinzip: Woher weiß das Licht beim Start, wo der optimale Lichteintrittspunkt am Wasser ist?

Ganz am anfang hab ich mich gefragt, wieso genau dieser Winkel richtig sein soll, ich kann doch auch einfach eine imaginäre Linie nehmen, nicht die Wasseroberfläsche, oder ein anderes Material, der Winkel hätte sich dementsprechend geändert und ich dachte mir das muss doch dann nur daran liegen, wie schnell sich das Licht halt in dem Medium ausbreitet und welche Frequenz das hat, anders würde das sonst kein Sinn ergeben. Aber dann haben Sie es ja am Ende nochmal ganz gut erklärt, was mich schon ein wenig vom Hocker gehauen hat. Aber ne andere Frage, müsste sich dann Licht nicht, also wenn ich einen Laserstrahl habe der exakt Paralell ist, müsste der sich dann nicht wegen diesem Huygenssches Prinzip streuen je nach Wellenlänge? Also ich glaub das ist ja tatsächlich so, dass man im Prinzip kleinen Laser erzeugen könnte, der immer den gleichen Durchmesser hat, liegt das an dem Huygenssches Prinzip?

Sehr schönes Video! :) Ist eigentlich auch geplant, in die Optik einzusteigen? Oder sollte das Video ein wenig in den Welle-Teilchen-Dualismus führen?

Über das fermatsche Prinzip denke ich auch oft nach, wenn ich unterwegs bin, ohne es gewusst zu haben. Wenn ich auf einer Wiese bin und mit dem Rad auf eine Straße fahren will, wirkt es meist am sinnvollsten, den kürzesten Weg die Wiese entlang zu fahren, wenn man schnell sein will, denn auf der Wiese fährt man etwas langsamer als auf der Straße. Vielleicht sollte ich aber auch ein bisschen schräg fahren, dann bin ich zwar ein kleines Bisschen länger auf der Wiese, aber vielleicht ist die Gesamtstrecke kürzer, sodass ich insgesamt früher daheim bin.

Sehr gutes und anschauliches Video. Das Thema der sich fortsetzenden Kugelwellen hat mich schon immer interessiert, leider kann ich mir das nur sehr schwer vorstellen. Ist das wirklich so, dass an jedem Punkt einer Welle, eine neue Welle beginnt? Ist das bei jeder Art von elektromagnetischer Strahlung so? Viele Grüße und weiter so!

und wieder heißt es warten und warten bis dass nächste Video dieser wunderbaren Reihe erscheint. :(

Ich würde es als gut empfinden, wenn alles so verlinkt wäre, also nicht nur (25) als ich das als Beispiel habe, sondern alles als Themenbereich, sprich alles zusammen. MfG Patrick

Sie inspirieren mich mit jedem Video :D Dieses schon kindische begeistert sein in Ihren Augen ist einfach faszinierend :D Wenn ich könnte, würde ich 1000000000000000x abonnieren

Was genau versteht man unter Wellenfront?

Hallo Herr Gaßner, ich bin vielleicht etwas spät dran aber könnte es stein das sie bei der Erklärung der Lichtbrechung nach Huygens etwas vergessen haben? Soweit ich es gerade in der Schule lernen findet die Brechung nur statt da die Lichtgeschwindigkeit im Wasser scheinbar langsam ist. In ihrer Erklärung haben sie das nicht erwähnt und somit dürfte keine Brechung stattfinden. Danke für die tollen Videos Gruß Kreuzi 🤙

Es rockt

Erklärt das Huygenssche Prinzip nicht gleichzeitig das Doppelspaltprinzip? Für mich würde es absolut Sinn ergeben, wenn die Strahlungsbeugung der einzelnen Photonen die Detektion der Wellenform der einzelnen Photonen wiederspiegelt. Somit wäre doch die Erklärung für das Inteferenzmuster gegeben, welches durch die Durchdringung der Photonen durch den Doppelspalt erklärt. Der einfache Spalt erzeugt deshalb kein Inteferenzmuster, weil die Überdeckung der eng gepaaren Photonen dies nicht zulassen (Beugungsnähe). Verschiebt sich der 2. Spalt zu Spalt 1 so müsste sich das Muster dementsprechend anpassen, ggf. quadrieren. Je nach Abstand zu Spalt 1 und der Detektionsfläche. Stimmt diese Theorie?

Wann geht es weiter? Bin schon gespannt.

"Spür'n Sie das!?" [17:21] Ja! 😎👍

Ich hätte in dem Bezug mal eine Frage: Ich habe gelernt das ein Lichtstrahl gemessen am Falllot beim Übergang in ein anderes Medium, z.B Luft zu Wasser zum stärkeren Medium hin gebrochen wird. Ein Beispiel hierfür wäre die Planparallele Platte. Irgendwie komme ich in der linken Zeichnung nicht auf den gleichen Nenner. Kann mir das jemand verständlich machen?

Eine Frage zu dem Huygenssches Prinzip: Wie werden damit dann die unterschiedliche Brechungsindizes erklärt?

17:53 - was nehmen wir als Schlussgedanken? Hier hätte ich mir die Herleitung der Formel gewünscht... gut, hier hilft bereits Wikipedia...

So ganz verstehe ich das Fermatsche Prinzip leider nicht. Licht nimmt von Punkt A nach Punkt B den schnellsten Weg, soweit ist alles klar. Aber woher weiß das Licht zu welchem Punkt es sich bewegen muss bzw. warum bewegt es sich genau zu Punkt B und nicht zu irgendeinem anderen?? Ansonsten jedoch wieder ein super Video Herr Gaßner, aber bitte lassen Sie uns auf das nächste nicht nochmal so lange warten :-)

Hi, wann kommt die 26? Kann's kaum erwarten.... 🙂

Woher weiss das Licht welches der schnellste weg durch das dichtere (energiereichere) medium ist?

Holländisch spricht man prinzipiell erst 1,2 ppm fließend. Top Video ✌🏻♒🇳🇱

6:00 9:55 16:50 --> schnellster weg wegen maximaler eigenzeit?!

Wo ist eigentlich Teil 23?

Gewohnt genial und kurzweilig - allerdings: WO IST DIE ORANGE??? Wie soll man Physik ohne Orangen verstehen??? ;-)

👍🏼

Glaube nicht, dass ich hier nach 4 Jahren noch eine Antwort bekommen werde, aber woher "weiß" das Licht im Vorhinein was der schnellste Weg ist? Oder hab ich was verpasst? LG :D

Bin leicht verwirrt, Fernel hats entdeckt aber es wird Fermatsches Prinzip genannt?

Entschuldigung, danke für diesen Beitrag.

mmh, das Huygensche Prinzip nimmt doch aber gar keine andere Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium an, sondern nur einen anderen Auftreffzeitpunkt der Teile der Lichtwelle auf die Grenzfläche. Wie passt das mit dem Fermatschen Prinzip zusammen?

00:59 also wenn das nicht nachträglich eingefügt wurde dann weiß ich auch nicht xDDD

Na das ist doch gut, dann kann man doch den Lagrange Formalismus auf jedes Effizienzproblem anwenden! Energieerzeugung, Marathonlaufen etc.

Vitamin G Mangel kann sich negativ auf die Bildung auswirken.

ئەگەر سەیری کاریگەری تیشکی سەرو وەنەوشەیی بکەین لەسەر ئەو گیاندارانی کەلە بیابانەکان یان لەقوڵایی زەویدا ئەژین ئەبینین ئەو گیاندارانە زەهریان هەیە بۆ نموونە مار و دووپشک نەک ئەوان بەڵکو هەنگ وزەردە زیڕە هەموو ئەوانەی کەزۆر هەستیارن ئەگەر سەیری خانەکانیان بەووردی بکرێ چۆن ئەو زەهرە لەبەشێکی یان لە بەشێکی ئەندامەکانی لەشیان کۆ ئەکەنەوە ئەگەر شێوە وکاری خانەی بەرپرس بدۆزرێتەوە وچۆنیەتی کار کردنی بزانرێت لەوانەیە هەمان تەکنیک بۆ لابردنی مادەتیشک دەرەکان کاریگەری هەبێ

Die Aussprache fon "Huygens" ist noch nicht gelungen :-) Heutzutage würde es als uy als ui geschrieben. Es scheint auf Wikipedia zu finden zu sein wie man das ausspricht. Es gibt leider kein Deutsches wort dass diesen Klang auch hat.

Wenn Licht den schnellsten Weg nimmt, was ist dann sein Ziel? also der Schwimmer will ins Wasser zur Person in einem gewissen Winkel, und das Licht?

Habe gerade mal ein Video auf niederländisch über Huygens gesucht, um mal zu hören, wie ein Niederländer es ausspricht. ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-i25HbCWcIac.html

Dieser AHA Moment

Sie haben eine sehr menschliche Art, sind bestimmt ein Guter und tuen eh genug gutes mit Ihrer Arbeit. Ich hoffe Sie bleiben dabei den Stand und den Fortschritt der Wissenschaft zu erläutern und nicht politsche Botschaften zu schicken, zu missionieren, oder ständig betonen wie doof die Menschheit doch ist. Sowas nervt und führt zu gar nichts. Super Videos übrigens.

irgendwann werde ich schaffen, als Erster hier zu posten :)

Hurrra!!! 👍🏻👍🏻👍🏻

warum finde ich da keinen von euch? www.erklaerung2018.de

Wer hat Warsteiner bestellt?