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Bibliographic Details
Main Author:	Hecht, Eugene 1931- (Author)
Other Authors:	Lippert, Karen (Translator)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin De Gruyter [2018]
Edition:	7. Auflage
Series:	De Gruyter Studium
Subjects:	Wellenbewegung ; Faseroptik ; Holographie ; Fourier-Optik ; Laser ; Fachgebiete: Physik, Elektromagnetismus, Optik und Photonik Optik - Lehrbuch Optics Optik Fachhochschul-/Hochschulausbildung Lehrbuch
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XVII, 1365 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm
ISBN:	9783110526646 3110526646

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adam_text	INHALT VORWORT V 1 EIN KURZER AUSFLUG IN DIE GESCHICHTE 1 1.1 V ORBEM ERKUNG........................................................................................ 1 1.2 DIE URSPRUENGE ........................................................................................ 1 1.3 VOM SIEBZEHNTEN JAHRHUNDERT A N ............................................................ 4 1.4 DAS NEUNZEHNTE JAH RH U N D ERT.................................................................. 8 1.5 DAS ZWANZIGSTE JA H RH U N D ERT.................................................................. 13 2 DIE WELLENBEWEGUNG 19 2.1 EINDIMENSIONALE W E LLE N ......................................................................... 20 2.1.1 DIE DIFFERENZIALGLEICHUNG EINER W E LLE .................................................. 24 2.2 HARMONISCHE W E LLE N .............................................................................. 28 2.3 PHASE UND PHASENGESCHWINDIGKEIT ........................................................ 35 2.4 DAS SUPERPOSITIONSPRINZIP..................................................................... 40 2.5 DIE KOMPLEXE D ARSTELLU N G ..................................................................... 43 2.6 ZEIGER UND DIE ADDITION VON W E LLE N ..................................................... 46 2.7 EBENE W ELLEN ........................................................................................... 49 2.8 DIE DREIDIMENSIONALE WELLENGLEICHUNG ............................................... 57 2.9 KUGELWELLEN ........................................................................................... 59 2.10 ZYLINDERW ELLEN........................................................................................ 63 2.11 VERDRILLTES L ICH T........................................................................................ 65 3 THEORIE DES ELEKTROMAGNETISMUS, PHOTONEN UND LICHT 77 3.1 DIE GRUNDGLEICHUNGEN DER THEORIE DES ELEKTROMAGNETISM US............. 78 3.1.1 DAS FARADAYSCHE INDUKTIONSGESETZ ........................................................ 79 3.1.2 DER GAUSSSCHE SATZ FUER DAS ELEKTRISCHE F ELD ............................................ 84 3.1.3 DER GAUSSSCHE SATZ FUER DAS MAGNETISCHE F E LD ......................................... 87 3.1.4 DAS AMPERESCHE VERKETTUNGSGESETZ ........................................................ 87 3.1.5 DIE MAXWELLSCHEN G LEICH U N G EN ............................................................ 92 3.2 ELEKTROMAGNETISCHE W ELLEN..................................................................... 97 3.2.1 TRANSVERSALWELLEN..................................................................................... 100 3.3 ENERGIE UND IM P U LS ................................................................................. 104 3.3.1 DER POYNTING-VEKTOR .............................................................................. 104 3.3.2 DIE BESTRAHLUNGSSTAERKE ........................................................................... 109 3.3.3 P H O TO N E N ................................................................................................. 113 3.3.4 STRAHLUNGSDRUCK UND I M P U LS .................................................................. 124 3.4 S TRAH LU N G ................................................................................................. 128 3.4.1 LINEAR BESCHLEUNIGTE LADUNGEN ............................................................ 130 3.4.2 SYNCHROTRONSTRAHLUNG............................................................................... 132 3.4.3 ELEKTRISCHE DIPOLSTRAHLUNG ..................................................................... 135 3.4.4 DIE EMISSION VON LICHT DURCH A TO M E .................................................. 138 3.5 LICHT IN M ATERIE........................................................................................ 142 3.5.1 DISPERSION .............................................................................................. 146 3.6 DAS ELEKTROMAGNETISCHE S P EK TRU M ......................................................... 158 3.6.1 RADIOWELLEN.............................................................................................. 158 3.6.2 MIKROWELLEN ........................................................................................... 160 3.6.3 INFRAROTSTRAHLUNG..................................................................................... 162 3.6.4 SICHTBARES L ICH T........................................................................................ 164 3.6.5 ULTRAVIOLETTES L IC H T.................................................................................. 167 3.6.6 ROENTGENSTRAHLUNG..................................................................................... 168 3.6.7 G AM M ASTRAHLUNG..................................................................................... 170 3.7 QUANTENFELDTHEORIE.................................................................................. 170 4 DIE AUSBREITUNG DES LICHTS 183 4.1 E IN FUE H RU N G ........................................................... 183 4.2 RAYLEIGH-STREUUNG.................................................................................. 184 4.2.1 STREUUNG UND INTERFERENZ ........................................................................ 187 4.2.2 DIE FORTPFLANZUNG DES LICHTS IN DICHTEN M EDIEN................................... 189 4.2.3 TRANSMISSION UND BRECHUNGSINDEX......................................................... 194 4.3 R EFLEX IO N ................................................................................................. 199 4.3.1 DAS REFLEXIONSGESETZ............................................................................... 201 4.4 B RE C H U N G ................................................................................................. 206 4.4.1 DAS BRECHUNGSGESETZ............................................................................... 207 4.4.2 DAS HUYGENSSCHE P RIN Z IP ........................................................................ 219 4.4.3 LICHTSTRAHLEN UND NORMALKONGRUENZ...................................................... 222 4.5 DAS FERMATSCHE P RIN ZIP ............................................................................ 224 4.6 DER ELEKTROMAGNETISCHE ANSATZ ............................................................ 233 4.6.1 WELLEN AN EINER G RENZFLAECHE .................................................................. 233 4.6.2 DIE FRESNELSCHEN G LEICHUNGEN............................................................... 236 4.6.3 INTERPRETATION DER FRESNELSCHEN G LEICHUNGEN......................................... 241 4.7 INNERE TOTALREFLEXION............................................................................... 255 4.7.1 DIE ABKLINGENDE W E LLE ............................................................................ 258 4.8 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN VON M E TA LLE N .................................................. 265 4.9 ALLTAEGLICHE ASPEKTE DER WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LICHT UND MATERIE 271 4.10 DIE STOKESSCHE BEHANDLUNG DER REFLEXION UND B RE C H U N G ................... 281 4.11 PHOTONEN, WELLEN UND WAHRSCHEINLICHKEIT............................................. 283 4.11.1 QUANTENELEKTRODYNAMIK ........................................................................ 286 4.11.2 PHOTONEN UND DIE GESETZE DER REFLEXION UND B RECH U N G ...................... 289 5 GEOMETRISCHE OPTIK 305 5.1 E IN FUE H RU N G .............................................................................................. 305 5.2 L INSEN....................................................................................................... 307 5.2.1 ASPHAERISCHE F LAE C H E N .............................................................................. 308 5.2.2 BRECHUNG AN K UGELFLAECHEN..................................................................... 312 5.2.3 DUENNE L IN SEN ........................................................................................... 318 5.3 B LENDEN.................................................................................................... 351 5.3.1 APERTUR- UND FELDBLENDEN ..................................................................... 351 5.3.2 EINTRITTS- UND AUSTRITTSPUPILLEN............................................................... 352 5.3.3 DAS OEFFNUNGSVERHAELTNIS UND DIE B LEN D EN ZAH L ..................................... 358 5.4 S P IE G E L.................................................................................................... 361 5.4.1 EBENE SPIEGEL........................................................................................... 362 5.4.2 ASPHAERISCHE S P IE G E L.............................................................................. 367 5.4.3 SPHAERISCHE S P IE G E L ................................................................................. 369 5.5 P RISM EN .................................................................................................... 378 5.5.1 DISPERSIONSPRISMEN ................................................................................. 379 5.5.2 REFLEXIONSPRISM EN................................................................................. 383 5.6 FASEROPTIK................................................................................................. 387 5.6.1 TECHNOLOGIE DER GLASFASERUEBERTRAGUNG .................................................. 394 5.7 OPTISCHE SYSTEM E .................................................................................... 409 5.7.1 DAS A U G E ................................................................................................. 409 5.7.2 DIE B R ILLE ................................................................................................. 415 5.7.3 DIE L U P E ................................................................................................. 425 5.7.4 O K U LARE.................................................................................................... 429 5.7.5 DAS M IKROSKOP ....................................................................................... 431 5.7.6 DIE K AM ERA.............................................................................................. 434 5.7.7 DAS F E RN RO H R........................................................................................... 438 5.8 WELLENFRONTUMFORMUNG........................................................................... 453 5.8.1 ADAPTIVE O P TIK ........................................................................................ 454 5.8.2 PHASENKONJUGATION ................................................................................. 459 5.9 GRAVITATIONSLINSEN ................................................................................. 462 6 GEOMETRISCHE OPTIK: WEITERFUEHRENDE THEMEN 483 6.1 DICKE LINSEN UND LINSENSYSTEME ............................................................ 483 6.2 STRAHLENVERLAUFSBERECHNUNG .................................................................. 490 6.2.1 M ATRIZENM ETHODEN ................................................................................. 492 6.3 A BERRATIONEN........................................................................................... 507 6.3.1 MONOCHROMATISCHE ABERRATIONEN ........................................................... 508 6.3.2 CHROMATISCHE ABERRATIONEN .................................................................. 530 6.4 GRADIENT-INDEX-SYSTEME ........................................................................ 540 6.5 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN ............................................................... 545 7 UEBERLAGERUNG VON WELLEN 551 7.1 DIE ADDITION VON WELLEN GLEICHER F REQ U EN Z......................................... 552 7.1.1 DIE ALGEBRAISCHE M E TH O D E ..................................................................... 552 7.1.2 DIE KOMPLEXE M ETHODE ........................................................................... 559 7.1.3 ZEIGERADDITION ........................................................................................ 560 7.1.4 STEHENDE W E LLE N ..................................................................................... 563 7.2 DIE ADDITION VON WELLEN VERSCHIEDENER F REQUENZ................................. 572 7.2.1 SCHWEBUNGEN........................................................................................... 573 7.2.2 GRUPPENGESCHWINDIGKEIT ........................................................................ 576 7.3 ANHARMONISCHE PERIODISCHE W E LLE N ..................................................... 586 7.3.1 FOURIERREIHEN........................................................................................... 586 7.4 NICHTPERIODISCHE W E LLE N ........................................................................ 605 7.4.1 FOURIER-INTEGRALE..................................................................................... 608 7.4.2 IMPULSE UND W ELLENPAKETE..................................................................... 612 7.4.3 DIE K OHAERENZLAENGE.................................................................................. 617 7.4.4 DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION............................................................ 622 8 POLARISATION 645 8.1 DIE NATUR DES POLARISIERTEN L I C H T S ......................................................... 645 8.1.1 LINEARE POLARISATION ............................................................................... 646 8.1.2 ZIRKULARE POLARISATION............................................................................... 650 8.1.3 ELLIPTISCHE POLARISATION ........................................................................... 653 8.1.4 NATUERLICHES L IC H T..................................................................................... 656 8.1.5 DER DREHIMPULS UND DAS PHOTONENBILD .................................................. 657 8.2 P OLARISATO REN ........................................................................................... 659 8.2.1 DAS MALUSSCHE G E S E T Z ........................................................................... 660 8.3 DICHROISMUS ........................................................................................... 662 8.3.1 DER DRAHTGITTERPOLARISATOR..................................................................... 662 8.3.2 DICHROITISCHE K RIS TA LLE ............................................... 664 8.3.3 DAS POLAROIDFILTER..................................................................................... 665 8.4 DOPPELBRECHUNG ..................................................................................... 670 8.4.1 KALKSPAT .................................................................................................. 672 8.4.2 DOPPELBRECHENDE K RISTALLE..................................................................... 679 8.4.3 DOPPELBRECHENDE POLARISATOREN ............................................................ 685 8.5 STREUUNG UND POLARISATION ..................................................................... 688 8.5.1 POLARISATION DURCH S TRE U U N G .................................................................. 689 8.6 POLARISATION DURCH R EFLEXION.................................................................. 691 8.6.1 EINE ANWENDUNG DER FRESNELSCHEN G LEICHUNGEN................................... 695 8.7 VERZOEGERUNGSPLAETTCHEN ........................................................................... 698 8.7.1 PHASENPLAETTCHEN UND R HOM BOEDER ........................................................ 699 8.7.2 KOMPENSATOREN ....................................................................................... 710 8.8 ZIRKULARPOLARISATOREN.............................................................................. 711 8.9 POLARISATION VON POLYCHROMATISCHEM L ICH T............................................ 713 8.9.1 BANDBREITE UND KOHAERENZZEIT EINER POLYCHROMATISCHEN W ELLE............. 713 8.9.2 INTERFERENZFARBEN .................................................................................... 715 8.10 OPTISCHE AKTIVITAET ................................................................................. 716 8.10.1 EIN M O D E LL.............................................................................................. 721 8.10.2 OPTISCH AKTIVE B IO M O LEK UE LE.................................................................. 723 8.11 ERZWUNGENE OPTISCHE EFFEKTE - OPTISCHE M O D U LATO REN ...................... 724 8.11.1 PHOTOELASTIZITAET........................................................................................ 724 8.11.2 DER FARADAY-EFFEKT ................................................................................. 726 8.11.3 DER KERR-EFFEKT UND DER POCKELS-E FFEKT............................................... 729 8.12 FLUESSIGKRISTALLE........................................................................................ 733 8.13 EINE MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER POLARISATION ............................ 737 8.13.1 DIE STOKESSCHEN P ARAM ETER..................................................................... 738 8.13.2 DIE JONESSCHEN V EKTOREN........................................................................ 741 8.13.3 DIE JONESSCHEN UND DIE M UELLER-M ATRIZEN............................................ 744 9 INTERFERENZ 761 9.1 ALLGEMEINE BETRACHTUNGEN..................................................................... 762 9.1.1 NAHFELD/FEMFELD ................................................................................. 768 9.2 INTERFERENZBEDINGUNGEN ........................................................................ 769 9.2.1 ZEITLICHE UND RAEUMLICHE K O H AEREN Z........................................................ 770 9.2.2 DIE FRESNEL-ARAGO-GESETZE..................................................................... 773 9.3 INTERFEROMETER MIT WELLENFRONTAUFSPALTUNG............................................ 774 9.3.1 DAS YOUNGSCHE DOPPELSPALTEXPERIMENT ............................................... 775 9.4 INTERFEROMETER MIT AMPLITUDENAUFSPALTUNG ............................ ... . . . 796 9.4.1 DIELEKTRISCHE SCHICHTEN - ZWEISTRAHLINTERFERENZ .................................. 796 9.4.2 SPIEGEL-INTERFEROMETER........................................................................... 813 9.5 TYPEN UND LOKALISIERUNG VON INTERFERENZM USTEM ............................... 825 9.6 MEHRSTRAHLINTERFERENZ.............................................................................. 828 9.6.1 DAS FABRY-PEROT-INTERFEROMETER ........................................................... 836 9.7 ANWENDUNGEN VON EIN- UND MEHRSCHICHTFILMEN .................................. 844 9.7.1 MATHEMATISCHE B EH AN D LU N G ................................................................. 845 9.7.2 REFLEXMINDEMDE SCHICHTEN .................................................................. 849 9.7.3 PERIODISCHE MEHRSCHICHTSYSTEME ........................................................... 851 9.8 ANWENDUNGEN DER INTERFEROM ETRIE ........................................................ 854 9.8.1 STREULICHTINTERFERENZ.............................................................................. 854 9.8.2 DAS TWYMAN-GREEN-INTERFEROMETER ..................................................... 858 9.8.3 DAS ROTIERENDE SAGNAC-INTERFEROMETER.................................................. 859 9.8.4 RADARINTERFEROMETRIE.............................................................................. 861 10 BEUGUNG 875 10.1 EINLEITENDE B ETRACHTUNGEN..................................................................... 875 10.1.1 UNDURCHSICHTIGE HINDERNISSE.................................................................. 879 10.1.2 FRAUNHOFER-UND FRESNELBEUGUNG............................................................ 882 10.1.3 MEHRERE KOHAERENTE O SZ ILLATO REN ............................................................ 884 10.2 FRAUNHOFERBEUGUNG................................................................................. 889 10.2.1 BEUGUNG AM E IN ZELSP ALT ........................................................................ 889 10.2.2 BEUGUNG AM DOPPELSPALT ........................................................................ 905 10.2.3 BEUGUNG AN VIELEN S P ALTEN ..................... 911 10.2.4 BEUGUNG AN EINER RECHTECKIGEN OE FFN U N G ............................................... 926 10.2.5 BEUGUNG AN EINER KREISRUNDEN OEFFNUNG ............................................... 931 10.2.6 DAS AUFLOESUNGSVERMOEGEN ABBILDENDER S Y STEM E................................... 939 10.2.7 DER BESSELSTRAHL NULLTER ORDNUNG..................................................... 944 10.2.8 DAS BEUGUNGSGITTER.................................................................................. 947 10.3 FRESNELBEUGUNG....................................................................................... 962 10.3.1 DIE FREIE AUSBREITUNG EINER K U G ELW ELLE ............................................... 962 10.3.2 DIE VIBRATIONSKURVE ............................................................................... 968 10.3.3 KREISFOERMIGE OE FFN U N G EN ........................................................................ 970 10.3.4 KREISFOERMIGE HINDERNISSE ..................................................................... 980 10.3.5 DIE FRESNELSCHE Z O N EN P LATTE.................................................................. 983 10.3.6 DIE FRESNELSCHEN INTEGRALE UND DIE BEUGUNG AM RECHTECKIGEN LOCH . . 988 10.3.7 DIE COMU-SPIRALE .................................................................................. 993 10.3.8 FRESNELBEUGUNG AM S P A LT........................................................................ 999 10.3.9 BEUGUNG AM HALBUNENDLICHEN, UNDURCHSICHTIGEN S C H IR M ................... 1004 10.3.10 BEUGUNG AN EINEM SCHMALEN H IN D E RN IS ............................................... 1007 10.3.11 DAS PRINZIP VON B A B IN E T........................................................................ 1009 10.4 DIE SKALARE BEUGUNGSTHEORIE VON KIRCHHOFLF......................................... 1011 10.5 BEUGUNGSWELLEN ............................................... 1016 11 FOURIER-OPTIK 1031 11.1 EINLEITUNG................................................................................................. 1031 11.2 FOURIER-TRANSFORMIERTE ........................................................................... 1032 11.2.1 EINDIMENSIONALE TRANSFORM IERTE............................................................ 1032 11.2.2 ZWEIDIMENSIONALE T RANSFORM IERTE ........................................................ 1037 11.2.3 DIE DIRACSCHE DELTA-FUNKTION ............................................................... 1043 11.3 OPTISCHE ANWENDUNGEN ........................................................................ 1051 11.3.1 ZWEIDIMENSIONALE B ILD ER ........................................................................ 1051 11.3.2 LINEARE S Y S TE M E ..................................................................................... 1057 11.3.3 DAS FALTUNGSINTEGRAL............................................................................... 1062 11.3.4 FOURIER-METHODEN IN DER BEUGUNGSTHEORIE............................................ 1079 11.3.5 SPEKTREN UND KORRELATION........................................................................ 1087 11.3.6 UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN ........................................................................ 1101 12 GRUNDLAGEN DER KOHAERENZTHEORIE 1119 12.1 E IN FUE H RU N G .............................................................................................. 1119 12.2 MUSTER UND KOHAERENZ.............................................................................. 1123 12.2.1 BEUGUNG UND VERSCHWINDENDE STREIFEN.................................................. 1129 12.3 DIE SICHTBARKEIT........................................................................................ 1131 12.4 DIE WECHSELSEITIGE KOHAERENZFUNKTION UND DER KOHAERENZGRAD............. 1140 12.4.1 ZEITLICHE UND RAEUMLICHE K O H AEREN Z ........................................................ 1145 12.5 KOHAERENZ UND STELLARINTERFEROMETRIE ..................................................... 1148 12.5.1 DAS MICHELSON-STELLARINTERFEROMETER ..................................................... 1148 12.5.2 KORRELATIONSINTERFEROMETRIE..................................................................... 1153 13 MODERNE OPTIK 1165 13.1 LASER UND LASERSTRAHLUNG........................................................................ 1165 13.1.1 STRAHLUNGSENERGIE UND MATERIE IM G LEICHGEW ICHT ............................... 1166 13.1.2 INDUZIERTE EMISSION ................................................................................. 1174 13.1.3 DER L A S E R ................................................................................................. 1182 13.1.4 DAS WUNDER L ASERLICH T........................................................................... 1208 13.2 DAS BILD ALS RAEUMLICHE VERTEILUNG OPTISCHER IN FO RM ATIO N .................. 1216 13.2.1 RAUM FREQUENZEN .................................................................................... 1216 13.2.2 DIE ABBESCHE BILDENTSTEHUNGSTHEORIE .................................................. 1221 13.2.3 RAEUMLICHE F ILTE RU N G .............................................................................. 1224 13.2.4 PHASENKONTRAST........................................................................................ 1231 13.2.5 DIE DUNKELFELD- UND DIE SCHLIERENM ETHODE......................................... 1237 13.3 HOLOGRAFIE................................................................................................. 1240 13.3.1 V ERFAHREN................................................................................................. 1240 13.3.2 ENTWICKLUNGEN UND ANWENDUNGEN ........................................................ 1255 13.4 NICHTLINEARE O P T I K ................................................................................. 1264 13.4.1 OPTISCHE G LEICHRICHTUNG........................................................................ 1266 13.4.2 ERZEUGUNG VON H ARM ONISCHEN............................................................... 1266 13.4.3 FREQUENZM ISCHUNG................................................................................. 1270 13.4.4 SELBSTFOKUSSIERUNG VON L ICH T.................................................................. 1271 ANHANG 1: THEORIE DES ELEKTROMAGNETISMUS 1283 ANHANG 2: KIRCHHOFFSCHE BEUGUNGSTHEORIE 1289 LOESUNGEN AUSGEWAEHLTER AUFGABEN 1291 LITERATUR 1337 SACHVERZEICHNIS 1345
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