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Optik

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Beschreibung

Mit der Übersetzung dieses höchst erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs liegt nun erstmals in deutscher Sprache eine umfassende Darstellung der klassischen Optik und weiter Bereiche der modernen Optik vor, die die einführende Vorlesung begleitet und zugleich deren wesentliche Vertiefung ermöglicht. Das Buch verbindet anschaulich und mit zahlreichen Abbildungen physikalische Sachverhalte und rechnerischen Formalismus, um dem Studenten, aber auch dem naturgemäß Optik betreibenden Laseranwender ein umfassendes und vor allem anwendbares Grundwissen zu vermitteln. In vielen Übungsaufgaben kann der Leser dementsprechend sein Verständnis überprüfen und praktische Problemstellungen bearbeiten. Optik ist dank seiner thematischen Spannweite ein nützliches und kompetentes Nachschlagewerk für jeden, der mit optischen Geräten oder Erscheinungen zu tun hat.

Inhalt
1. Die Natur des Lichtes.- 1.1 Frühe Vorstellungen und Beobachtungen.- 1.1.1 Geradlinige Ausbreitung.- 1.1.2 Reflexion.- 1.1.3 Brechung.- 1.1.4 Die Theorie des Lichtes.- 1.2 Die Teilchenmodelle.- 1.2.1 Descartes.- 1.2.2 Fermat.- 1.2.3 Das Fermatsche Prinzip.- 1.2.4 Newton.- 1.3 Die Wellenmodelle.- 1.3.1 Die Mathematik der Wellenausbreitung.- 1.3.2 Frühe Wellentheorien.- 1.3.3 Huygens.- 1.3.4 Entscheidende Experimente.- 1.4 Das Modell der elektromagnetischen Wellen.- 1.4.1 Die Maxwell-Gleichungen.- 1.4.2 Die elektromagnetische Wellengleichung.- 1.4.3 Eigenschaften elektromagnetischer Wellen.- 1.5 Neuere Entwicklungen.- 1.5.1 Relativistische Optik.- 1.5.2 Quantenoptik.- 1.6 Übungsaufgaben.- 2. Optik planer Grenzflächen.- 2.1 Lichtwellen in Materie.- 2.1.1 Gebundene Ladungen und Ströme.- 2.1.2 Antwortfunktionen.- 2.1.3 Ebene Wellen in Materie.- 2.2 Reflexion und Transmission an Grenzflächen.- 2.2.1 Randbedingungen.- 2.2.2 Geometrische Optik an Grenzflächen.- 2.2.3 Relationen zwischen den Amplituden.- 2.2.4 Reflexion der Energie und Transmissionskoeffizienten.- 2.2.5 Dielektrische Medien.- 2.3 Anwendungen in der Optik ebener Oberflächen.- 2.3.1 Dielektrika.- 2.3.2 Lichtundurchlässige Medien.- 2.4 Einführung in die optischen Eigenschaften der Materie.- 2.4.1 Modell eines verdünnten, nichtpolaren Gases.- 2.4.2 Leitende Medien.- 2.4.3 Dichte Dielektrika.- 2.5 Übungsaufgaben.- 3. Geometrische Optik.- 3.1 Strahldurchrechnung.- 3.1.1 Brechung und Reflexion.- 3.1.2 Bildentstehung.- 3.1.3 Brechung und Reflexion an sphärischen Flächen.- 3.2 Paraxiale Optik.- 3.2.1 Brechung.- 3.2.2 Reflexionen.- 3.3 Matrizen-Verfahren.- 3.3.1 Transformations-Matrizen.- 3.3.2 Einzellinse.- 3.3.3 Hauptebenen.- 3.4 Bildentstehung.- 3.4.1 Allgemeine Überlegungen zur Bildentstehung.- 3.4.2 Graphische Konstruktion der Abbildung.- 3.5 Beispiele paraxialer Optik.- 3.5.1 Abbildende Systeme.- 3.5.2 Fernrohr-Systeme.- 3.6 Übungsaufgaben.- 4. Praktische geometrische Optik.- 4.1 Blenden.- 4.1.1 Blenden und Pupillen.- 4.1.2 Gesichtsfeldblenden und Luken.- 4.2 Radiometrie und Photometrie.- 4.2.1 Physikalische oder radiometrische Nomenklatur.- 4.2.2 Psychophysikalische oder photometrische Nomenklatur.- 4.2.3 Beispiele aus der Radiometrie.- 4.3 Linsenfehler.- 4.3.1 Monochromatische Bildfehler.- 4.3.2 Chromatische Fehler.- 4.4 Übungsaufgaben.- 5. Interferenz.- 5.1 Zweistrahlinterferenz.- 5.1.1 Allgemeine Betrachtungen.- 5.1.2 Vektoraddition im Zeigerdiagramm.- 5.1.3 Zeitmittel der Intensität.- 5.1.4 Voraussetzungen für Interferenz.- 5.1.5 Das Youngsche Doppelspalt-Experiment.- 5.1.6 Weitere Anordnungen mit Quellen-Aufteilung.- 5.2 Vielstrahlinterferenz.- 5.2.1 Darstellung im Zeigerdiagramm.- 5.2.2 Mathematische Lösung.- 5.2.3 Gitter.- 5.3 Zweistrahlinterferenz: Parallele Grenzflächen.- 5.3.1 Differenz der optischen Weglänge in einer dielektrischen Schicht.- 5.3.2 Haidingersche Ringe.- 5.3.3 Das Michelson-Interferometer.- 5.3.4 Fizeau-Interferenz.- 5.4 Vielstrahlinterferenz: Parallele Flächen.- 5.4.1 Matrix-Formalismus.- 5.4.2 Einfache Platte.- 5.4.3 Das Fabry-Perot-Interferometer.- 5.5 Anwendungen der Interferenz.- 5.5.1 Interferometrie.- 5.5.2 Spektroskopie.- 5.5.3 Optische Beschichtungen.- 5.5.4 Optische Resonatoren und Wellenleiter.- 5.6 Übungsaufgaben.- 6. Beugung I.- 6.1 Allgemeine Prinzipien der Beugung.- 6.1.1 Das Beugungsintegral.- 6.1.2 Diskussion des Beugungsintegrals.- 6.2 Beugung und Fernfeld.- 6.2.1 Lineare Näherung.- 6.2.2 Rechtwinklige Öffnungen.- 6.2.3 Kreisblenden.- 6.3 Fourier-Analyse.- 6.3.1 Grundsätzliche Definitionen der Fourier-Analyse.- 6.4 Beispiele der Fourier-Analyse in der Beugungstheorie.- 6.4.1 Zusammenstellung der Ergebnisse.- 6.4.2 Das Feldtheorem.- 6.4.3 Beugungsgitter.- 6.4.4 Beugungsbegrenzte Abbildung.- 6.5 Übungsaufgaben.- 7. Beugung II.- 7.1 Fresnel-Transformationen.- 7.1.1 Allgemeine Transformation.- 7.1.2 Näherungen für die Phase.- 7.2 Fresnel-Beugung.- 7.2.1 Rechteckige Blende.- 7.2.2 Kreisblenden.- 7.3 Bildentstehung: Kohärente Objekte.- 7.3.1 Die Wirkung einer Linse.- 7.3.2 Fourier-Optik.- 7.3.3 Anwendungen der Bildentstehungstheorie.- 7.4 Übungsaufgaben.- 8. Kohärenz.- 8.1 Zeitliche Kohärenz.- 8.1.1 Einführung in die zeitliche Kohärenz.- 8.1.2 Interferenzspektroskopie.- 8.1.3 Eigenschaften von ?(?).- 8.2 Statistische Optik.- 8.2.1 Die Autokorrelationsfunktion.- 8.2.2 Modelle thermischer Lichtquellen.- 8.2.3 Kohärenzzeit und Frequenzbreite.- 8.2.4 Zusammenfassung zum Abschnitt Zeitliche Kohärenz.- 8.3 Räumliche Kohärenz.- 8.3.1 Das Youngsche Doppelspaltexperiment.- 8.3.2 Endliche Frequenzbreite.- 8.3.3 Transversale Kohärenz.- 8.4 Fluktuationen.- 8.4.1 Korrelationsinterferometrie.- 8.4.2 Quantenphysikalische Aspekte.- 8.5 Bildentstehung: Inkohärente Objekte.- 8.5.1 Transferfunktionen.- 8.5.2 Beispiele optischer Transferfunktionen.- 8.6 Übungsaufgaben.- 9. Polarisation.- 9.1 Polarisiertes Licht.- 9.1.1 Arten polarisierten Lichts.- 9.1.2 Darstellungen für elliptisch polarisiertes Licht.- 9.1.3 Unpolarisiertes Licht.- 9.2 Polarisationsempfindliche optische Elemente.- 9.2.1 Erzeugung polarisierten Lichts.- 9.2.2 Phasenschieber.- 9.3 Teilweise polarisiertes Licht.- 9.3.1 Die Kohärenz-Matrix.- 9.3.2 Beispiele.- 9.3.3 Kombination von Lichtstrahlen.- 9.3.4 Beschreibung der Polarisation.- 9.4 Kristall-Optik.- 9.4.1 Elektromagnetische Wellen in anisotropen Dielektrika.- 9.4.2 Indexflächen.- 9.4.3 Zweiachsige Kristalle.- 9.5 Übungsaufgaben.- A.1 Ableitung des Presnel-Kirchhoff-Integrals aus dem Helmholtz-KirchhofFschen Satz.- A.2 Ableitung des Helmholtz-KirchhofFschen Theorems aus der Wellengleichung.

Produktinformationen

Titel: Optik
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Übersetzer:
EAN: 9783642734090
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: Springer Berlin
Genre: Elektrizität, Magnetismus, Optik
Veröffentlichung: 07.03.2013
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Anzahl Seiten: 514
Auflage: 1988

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