Optik : lichtstrahlen, wellen, photonen / von Wolfgang Zinth, Ursula Zinth ; Tina Bonertz, herstellung.

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Vorwort; 1 Einführung und historischer Überblick; 2 Licht als elektromagnetischeWelle; 2.1 Die Wellengleichung und ihre Lösungen; 2.1.1 Energie und Impuls von Licht; 2.1.2 Wellenpakete; 2.1.3 Phasen- und Gruppengeschwindigkeit; 2.2 Dispersion von Licht; 2.2.1 Die Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante; 2.2.2 Der Brechungsindex; 2.2.3 Die Absorption von Licht; 2.2.4 Die Dispersion von dichtenMedien; 2.2.5 Brechungsindex und Absorption von Metallen; 2.3 ElektromagnetischeWellen an Grenzflächen; 2.3.1 Reflexions- und Brechungsgesetz.

2.3.2 Die Fresnelschen Formeln für den Reflexionsgrad einer Grenzfläche2.3.3 Totalreflexion und evaneszenteWellen; 2.4 Lichtwellenleiter; 2.4.1 Lichtleitung durch Totalreflexion; 2.4.2 Moden in einem optischenWellenleiter**; 2.4.3 Lichtausbreitung in einem Hohlleiter**; 2.4.4 Moden in einem dielektrischenWellenleiter**; 2.4.5 Lichtleitfasern; 2.4.6 Herstellung von Glasfasern; 2.5 Absorbierende und streuendeMedien; 2.5.1 Das Reflexionsvermögen absorbierenderMedien; 2.5.2 Die Farbe von Gegenständen; 2.5.3 Streuung von elektromagnetischenWellen; 3 Die Geometrische Optik.

3.1 Das Fermatsche Prinzip3.1.1 Das Reflexionsgesetz; 3.1.2 Das Fermatsche Prinzip und das Brechungsgesetz; 3.2 Strahlenablenkung durch ein Prisma; 3.2.1 Der Regenbogen; 3.3 Die optische Abbildung; 3.3.1 Reelle und virtuelle Abbildungen; 3.3.2 Abbildung an einem Kugelspiegel; 3.3.3 Abbildung durch brechende Kugelflächen; 3.3.4 Abbildungsgleichung für dünne Linsen; 3.3.5 Dicke Linsen und Linsensysteme; 3.3.6 Berechnung der Ausbreitung paraxialer Strahlen mit demMatrizen-Verfahren; 3.3.7 Anwendungen der Matrizenmethode; 3.3.8 Linsenfehler; 3.3.9 Begrenzungen in optischen Systemen.

3.3.10 Design und Herstellung von Objektiven3.4 Instrumente der geometrischenOptik; 3.4.1 Der Projektionsapparat; 3.4.2 Die photographische Kamera; 3.4.3 Das Auge; 3.4.4 Vergrößernde optische Instrumente; 4 Welleneigenschaften von Licht; 4.1 Qualitative Behandlung der Beugung; 4.1.1 Das Huygenssche Prinzip; 4.1.2 Die Fresnelsche Beugung; 4.2 Mathematische Behandlung der Beugung; 4.2.1 Die Fresnel-Kirchhoffsche Beugungstheorie**; 4.2.2 Fresnelsche und Fraunhofersche Beugung; 4.2.3 Fraunhofersche Beugung; 4.2.4 Das Babinetsche Prinzip; 4.3 Spezielle Fälle der Fraunhoferschen Beugung.

4.3.1 Beugung an einem langen Spalt4.3.2 Beugung an einer Rechteckblende; 4.3.3 Beugung an einer kreisförmigen Öffnung; 4.3.4 Beugung am Doppelspalt; 4.3.5 Beugung am Gitter; 4.3.6 Gitterspektrometer; 4.3.7 Beugung an mehrdimensionalen Gittern; 4.4 Interferenz; 4.4.1 Die Kohärenz von Lichtquellen; 4.4.2 Spezielle Interferometeranordnungen; 4.4.3 Interferenzen dünner Schichten; 4.4.4 Vielfachinterferenzen am Beispiel des Fabry-Perot-Interferometers; 4.5 Anwendungen von Beugung und Interferenz; 4.5.1 Das Auflösungsvermögen optischer Geräte.

Dieses Lehrbuch gibt sowohl eine fundierte Einführung als auch einen vollständigen Überblick über das Gebiet der Optik und stellt die Inhalte in den Zusammenhang mit anderen Gebieten der Physik, wie etwa der Elektrodynamik und der Quantenphysik. Großer Wert wurde auf die verständliche Darstellung der theoretischen Inhalte gelegt. Diese sind insbesondere anhand vieler praxisnaher, moderner Anwendungsbeispiele erläutert.

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