Physik III, Optik

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• Optische Weglänge. Die Überlegung lässt sich auf Medien mit kontinuierlich veränderlichen Brechungsindex erweitern. Dazu betrachten wir Licht, das einen Stapel verschiedener Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindizes n i durchläuft. Die gesamte Laufzeit beträgt: t = s 1 v 1 + s 2 v 2 ... = X i s i = 1 X n i s i v i c i Für kontinuierliche Brechungsindexvariation n(s) kann man die Summe durch ein Intergral ersetzen. t = 1 c · Z p s n(s)ds | {z } optische Weglänge Das Licht wählt sich aus benachbarten Bahnen diejenige, mit der kürzesten optischen Weglänge aus. Technisch wichtige Beispiele sind optische Glasfasern zu Datenübertragung und so genannte GRID Linsen (graded index lenses). • Abbildung von Punkten Für Anwendungen wichtig ist der Begriff der Abbildung, den wir hier zunächst einmal nur für einzelne Punkte einführen: Werden alle Lichtstrahlen, die von einem Punkt ausgehen an einem anderen Punkt wieder zusammengeführt, hat man den ersten auf den zweiten Punkt abgebildet. Beispielsweise werden die beiden Brennpunkte eines Ellipsoids aufeinander abgebildet. 7
Eine Ellipse entsteht durch Verwendung eines Fadens, den man locker zwischen S und P einspannt und als Zirkel verwendet. Der Weg von Punkt S nach Punkt P über einen beliebigen Punkt der Ellipse ist eine Konstante. Alle diese Wege sind also gleich schnell und werden daher alle vom Licht gegangen. Schiebt man den Punkt P nach unendlich, erhält man einen Parabolscheinwerfer: • Abbildung durch Brechung Mit einer gekrümmten Grenzfläche erreicht man ebenfalls eine Abbildung. 8
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Seite 3 und 4: 6.1FeldeinerÜberlagerungvonPunktqu
Seite 5 und 6: • Brechungsindex Die Lichtgeschwi
Seite 7: Die Brüche mit den Wurzeln sind ge
Seite 11 und 12: • Brechende Ellipse Schiebt man d
Seite 13 und 14: ) Alle weiteren von der Phasenfront
Seite 15 und 16: mit Radius a p = a entwickelt. Sie
Seite 17 und 18: Man erhält für die Länge b b + R
Seite 19 und 20: Für die erste Grenzfläche gilt: n
Seite 21 und 22: • Konstruktion von Bildern. Die G
Seite 23 und 24: Betrachtet man das rechtwinklige Dr
Seite 25 und 26: weggebrochen, dass die rückwärtig
Seite 27 und 28: Objektweite s o und Bildweite s i g
Seite 29 und 30: Rechts der Linse erhält man zwei r
Seite 31 und 32: Man unterscheidet die sphärische L
Seite 33 und 34: Man kann auch eine extra Aperturble
Seite 35 und 36: Der Winkel kleinster Ablenkung ents
Seite 37 und 38: Der Durchgang durch dicke Platte is
Seite 39 und 40: Die zweite Ableitung bilden wir ana
Seite 41 und 42: Hält man die Zeit fest erhält man
Seite 43 und 44: z = |z|·e iϕ z Diese komplexe Zah
Seite 45 und 46: Um die Form einer solchen Welle zu
Seite 47 und 48: Einsetzen in Wellengleichung: ∇ 2
Seite 49 und 50: oder differenziell dp = − 1 dV κ
Seite 51 und 52: Der Winkel ϕ ist aber auch gegeben
Seite 53 und 54: Licht hat nur im Vakuum eine linear
Seite 55 und 56: und der reflektierten Welle mit bel
Seite 57 und 58: wobei die Grundfrequenz ω 0 defini
Seite 59 und 60:
Der linke Teil hängt nur vom Ort u
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wobei m 2 eine Konstante ist. Für
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3. Lichtwellen Licht kann als elekt
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und dass die Ladungsträgerdichte h
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ergibt sich dann ~ k × E0 ~ · e i
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) Schwingungsebene des E-Feldes lie
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• Phasensprung und Zeitumkehrinva
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Man kann Snellius-Gesetz und Fresne
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3.3 Intensität einer Lichtwelle
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3.4 Reflexion und Transmission an e
Seite 79 und 80:
Bei Reflexion am optisch dünnen Me
Seite 81 und 82:
Das Licht tunnelt durch das Hindern
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oder ³ ~ki − ~ k r´ ~r = ε r .
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Wie oben kann man die Magnetfeldamp
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mit der Lösung: x(t) =E 0 · D(ω)
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ebenen Welle überlagern, die in Vo
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wobei N die Elektronendichte im Med
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Anomale Dispersion, bei der n mit w
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Einsetzen ergibt: mit der Abkürzun
Seite 97 und 98:
4.3 Metalle • Dispersionsrelation
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• Absorption Nimmt man die Dämpf
Seite 101 und 102:
Für ε 6= 0und E 0x 6= E 0y erhäl
Seite 103 und 104:
• λ/4-Plättchen Man schneidet a
Seite 105 und 106:
Die Strahlung mit Feld senkrecht zu
Seite 107 und 108:
• Die wirkliche Welt Bisher haben
Seite 109 und 110:
Das erste λ -Plättchen transformi
Seite 111 und 112:
Der Polarisationsstrahlteiler trenn
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Ein Sender mit einem zeitlich sinus
Seite 115 und 116:
Man erhält ausgeprägte Hauptextre
Seite 117 und 118:
Diesen Ausdruck kann man umschreibe
Seite 119 und 120:
entspricht gerade der Komponente de
Seite 121 und 122:
Je schmaler der Spalt umso größer
Seite 123 und 124:
• Auflösung eines Gitters Für k
Seite 125 und 126:
∞Z 2 b (ω) = A 0 π = A 0 2 π =
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erhält man: ∆x · ∆p x ' ~,
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• Resonante Überhöhung Das Feld
Seite 131 und 132:
wobei n eine natürliche Zahl ist.
Seite 133 und 134:
• Schichtsysteme Stapelt man dün
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