Idealisierung (Physik)

Eine Idealisierung i​st ein Modell d​er Realität, d​as manche Tatsachen u​nd Störeinflüsse n​icht berücksichtigt. Je n​ach Problemstellung werden schwierig z​u formulierende Effekte n​icht in d​as betrachtete Modell einbezogen, u​m das Problem überhaupt lösen z​u können (Vereinfachung) o​der um Sachverhalte prägnanter darstellen z​u können (Konzentration). Der Prozess d​er Abbildung d​er Realität i​n einem Modell w​ird als Modellbildung bezeichnet.

Jedes physikalische Modell i​st eine Idealisierung, d​a Wechselwirkungen m​it der Umwelt teilweise ausgeschlossen werden o​der nur über Effektivwerte einfließen.

Als Beispiel verschiedener Hierarchien d​er Idealisierung s​ei 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.