Idealisierung (Physik)

Idealisierung (Physik)
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Idealisierung bedeutet in Physik und Technik eine Vereinfachung, die den Anforderungen einer gestellten Aufgabe genügt. Motto: Je einfacher, desto idealer. Dies bedeutet in vielen Fällen eine Vernachlässigung von Umständen, die zwar vorhanden sind, aber nicht relevant zum Problem beitragen. Idealisierte Darstellungen physikalischer Sachverhalte können mit unterschiedlichen Methoden gefunden werden.

Der Physiker untersucht einen Sachverhalt vorerst bei starker Idealisierung, den Idealfall, indem er meist ein mathematisches Modell des Untersuchungsgegenstandes erstellt. In dieses Modell versucht er dann immer mehr Bedingungen in seine Berechnungen aufzunehmen, um so eine Gesetzmäßigkeit zu finden, welche die Natur möglichst gut beschreibt.

Idealisierung und Modellbildung sind wichtige Vorgehensweisen besonders der theoretischen Physik, um neue Gesetze zu finden sowie der angewandten Wissenschaften bis hin zur Technik, um den Rechenaufwand gering zu halten.

Inhaltsverzeichnis

Methoden der Idealisierung

Um dies zu erreichen, gibt es verschiedene Ansätze:

Vereinfachte Modelle
die Aussagen über etwas treffen, das dem Untersuchungobjekt hinreichend nahe kommt
Vernachlässigung der Terme einer Formel
die wenig Anteil zum Ergebnis beisteuern
Fehlerabschätzungen
hierbei wird – statt einen exakten Wert zu ermitteln – berechnet, inwieweit Unsicherheiten einer Eingabe Schwankungen in der Ausgabe erzeugen (diese Rechnung ist oft deutlich weniger komplex)
Mittelwertbildung
über räumliche oder zeitliche Schwankungen
Näherungslösungen
die der erwarteten Rechengenauigkeit genügen
Vernachlässigung der Randbedingungen
sofern sie nicht unmittelbar auf das Modellverhalten Einfluss haben
Festhalten von Parametern
um die Reaktion des Systems auf einen bestimmten Einfluss zu testen
Black Box
ein System auf seine Randbedingungen reduzieren
Kenngrößen
brauchbare Rechenwerte, ohne dass auf den Wirkungsmechanismus eingegangen wird

Beispiele

Ideale Objekte

Ideale Eigenschaften

Idealisierte Modelle


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