Optik

Dieses Lehrbuch wendet sich an Studierende der Physik, sowie anderer Natur- oder Ingenieurwissenschaften. Es gibt diesem Leserkreis eine Einführung und 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. Es ist daher gut für eine einsemestrige Vorlesung im Rahmen der Bachelorausbildung geeignet. Großer Wert wurde auf die verständliche Darstellung der theoretischen Inhalte gelegt. Diese sind insbesondere anhand vieler praxisnaher, moderner Anwendungsbeispiele erläutert. Faszinierende optische Phänomene werden ebenso erklärt wie die mathematischen Hintergründe.

1;Vorwort;6 2;Inhaltsverzeichnis;8 3;1 Einführung und historischer Überblick;12 4;2 Lichtals elektromagnetische Welle;16 4.1;2.1 Die Wellengleichung und ihre Lösungen;16 4.2;2.2 Dispersion von Licht;30 4.3;2.3 Elektromagnetische Wellen an Grenzflächen;40 4.4;2.4 Lichtwellenleiter;55 4.5;2.5 Absorbierende und streuende Medien;75 5;3 Die Geometrische Optik;80 5.1;3.1 Das Fermatsche Prinzip;81 5.2;3.2 Strahlenablenkung durch ein Prisma;88 5.3;3.3 Die optische Abbildung;96 5.4;3.4 Instrumente der geometrischen Optik;126 6;4 Welleneigenschaften von Licht;146 6.1;4.1 Qualitative Behandlung der Beugung;147 6.2;4.2 Mathematische Behandlung der Beugung;153 6.3;4.3 Spezielle Fälle der Fraunhoferschen Beugung;158 6.4;4.4 Interferenz;181 6.5;4.5 Anwendungen von Beugung und Interferenz;208 6.6;4.6 Die Polarisation von Licht;233 6.7;4.7 Nichtlineare Optik;262 7;5 Quantenphänomene: Licht als Welle und Teilchen;270 7.1;5.1 Der Photoeffekt;270 7.2;5.2 Strahlungsgesetze und Lichtquellen;294 8;A Anhang: Fouriertransformation;322 8.1;A.1 Fourierreihen;322 8.2;A.2 Fourierintegrale: Transformationen nichtperiodischer Funktionen;326 8.3;A.3 Eigenschaften der Fouriertransformation;329 8.4;A.4 Rechenregeln für Fouriertransformationen;331 8.5;A.5 Eigenschaften der Deltafunktion;332 9;Vertiefende Literatur;334 10;Sachverzeichnis;336