Idealisierung (Physik)

Eine Idealisierung ist ein Modell der Realität, das manche Tatsachen und Störeinflüsse nicht berücksichtigt. Je nach Problemstellung werden schwierig zu formulierende Effekte nicht in das betrachtete Modell einbezogen, um das Problem überhaupt lösen zu können (Vereinfachung) oder um Sachverhalte prägnanter darstellen zu können (Konzentration). Der Prozess der Abbildung der Realität in einem Modell wird als Modellbildung bezeichnet.

Jedes physikalische Modell ist eine Idealisierung, da Wechselwirkungen mit der Umwelt teilweise ausgeschlossen werden oder nur über Effektivwerte einfließen.

Als Beispiel verschiedener Hierarchien der Idealisierung sei die Erde betrachtet:

Zur Berechnung der Ekliptik (Ebene ihrer Jahresbahn) kann sie als Massepunkt im Gravitationsfeld der Sonne angenommen werden.
Um hingegen eine Position auf der Erde zu bestimmen, muss man sie zumindest als Kugel mit einem bestimmten Radius definieren.
Für geometrisch präzisere Ortsangaben (z.B. in der Landesvermessung oder bei GPS-Methoden) muss die Erdkugel durch ein genau definiertes Erdellipsoid ersetzt werden.
Die beste Modellfläche für Höhenangaben ist hingegen das Geoid. Es ist zwar durch die Massenverteilung der Erde vorgegeben, lässt sich aber mathematisch nur aufgrund genauer Messungen in der Natur beschreiben.
Gedanklich könnte die Erde zum idealen Gleichgewichtsmodell werden, wenn bei Erhalt der Erdmasse alle Höhenunterschiede eingeebnet wären und von einem gleichmäßig tiefen Meer bedeckt wären.

Andere prominente Modelle für Idealisierungen sind:

in der Physik das Ideale Gas, der Starre Körper und die Laminare Strömung,
in der Astrophysik der im Strahlungsgleichgewicht befindliche Schwarze Körper oder die exakt elliptische Planetenbewegung im Zweikörperproblem,
in der Geophysik eine gleichmäßige Schichtung des Erdinneren
in der Technik die Ketten- und Biegelinie oder die architektonisch ideale Stadt.

Basierend auf einem Artikel in:

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