Farbgraphiken zum Buch

Optik – Lichtstrahlen, Wellen, Photonen.

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4 Welleneigenschaften von Licht
4.1 Qualitative Behandlung der Beugung
4.2 Mathematische Behandlung der Beugung
4.3 Spezielle Fälle der Fraunhoferschen Beugung
4.4 Interferenz
4.5 Anwendungen von Beugung und Interferenz
4.6 Die Polarisation von Licht
4.7 Nichtlineare Optik



Bild 4.1: Von der geometrischen Optik zur Wellenoptik.
Bild 4.2: Schattenwurf einer Spielzeugfigur.

4.1 Qualitative Behandlung der Beugung

Bild 4.3: Das Huygenssche Prinzip
Bild 4.4: Geometrie zur Fresnelbeugung an einer Halbebene.
Bild 4.5: Fresnelbeugung an einer Halbebene.
Bild 4.6: Fresnelbeugung an einer Halbebene.
Bild 4.7: Fresnelbeugung an Kreisblenden.
Bild 4.8: Fresnelsche Zonenplatte.

4.2 Mathematische Behandlung der Beugung

Bild 4.9: Beugung: Problemstellung.
Bild 4.10: Geometrie des Fresnel-Kirchhoffschen Beugungsproblems.
Bild 4.11: Fraunhofersche Beugung.

4.3 Spezielle Fälle der Fraunhoferschen Beugung

Bild 4.12: Beugung an einem Spalt.
Bild 4.13: Beugungsbild für lange Spalte.
Bild 4.14: Intensitätsverlauf bei Beugung an einem langen Spalt.
Bild 4.15: Spalt und Huygenssches Prinzip.
Bild 4.16: Beugung an einer Rechteckblende (a).
Bild 4.16: Beugung an einer Rechteckblende (b).  
Bild 4.17: Beugung an einer kreisförmigen Blende 1.
Bild 4.18: Beugung an einer kreisförmigen Blende 2 (a).
Bild 4.18: Beugung an einer kreisförmigen Blende 2 (b).
Bild 4.19: Doppelspalt.
Bild 4.20: Beugung an einem Doppelspalt.
Bild 4.21: Faltung bei der Beugung.
Bild 4.22: Fraunhofersche Beugung an verschiedenen Objekten.
Bild 4.23: Beugung am Gitter.
Bild 4.24: Beugung an einem Gitter.
Bild 4.25: Beugung am Gitter (Farbverlauf).
Bild 4.26: Gitterspektrometer.
Bild 4.27: Reflexionsgitter.
Bild 4.28: Reflexionsgitter (Effizienzerhöhung)
Bild 4.29: Kreuzgitter.
Bild 4.30: Bragg-Reflexion.

4.4 Interferenz

Bild 4.31: Interferenzerscheinungen von zwei Punktlichtquellen,
Bild 4.32: Monochromatisches Licht.
Bild 4.33: Kohärenzeigenschaften verschiedener Lichtquellen.
Bild 4.34: Räumliche Kohärenz einer Lichtquelle.
Bild 4.35: Interferometer mit Aufspalten der Wellenfront.
Bild 4.36: Michelson Interferometer.
Bild 4.37: Mach-Zehnder-Interferometer.
Bild 4.38: Sagnac-Interferometer.
Bild 4.39: Interferenzen dünner Schichten.
Bild 4.40: Interferenzringe Benzin auf Wasser.
Bild 4.41: Interferenzen gleicher Dicke.
Bild 4.42: Interferenzen gleicher Dicke (Kontrolle der Oberflächenqualität)
Bild 4.43: Definitionen bei der Berechnung von Reflexion und Transmission eines Schichtsystems.
Bild 4.44: Schichtsystem auf einem Glassubstrat.
Bild 4.45: Reflexionsvermögen von dünnen Schichten.
Bild 4.46: Fabry-Perot-Interferometer.
Bild 4.47: Fabry-Perot-Interferometer (Feldstärken)
Bild 4.48: Fabry-Perot-Ringsystem (a).
Bild 4.48: Fabry-Perot-Ringsystem
Bild 4.49: Transmissionsspektrum eines Interferenzfilters.

4.5 Anwendungen von Beugung und Interferenz

Bild 4.50: Rayleigh-Kriterium.
Bild 4.51: Auflösungsvermögen eines Prismas.
Bild 4.52: Gemeinsame Aspekte beim Auflösungsvermögen von Spektrometern.
Bild 4.53: Zum Auflösungsvermögen eines Fernrohrs.
Bild 4.54: Das Auflösungsvermögen eines Mikroskops nach Helmholtz.
Bild 4.55: Abbesche Abbildungstheorie.
Bild 4.56: Auflösungsvermögen eines Mikroskops nach Abbe.
Bild 4.57: Beispiele der Bildverarbeitung mit Hilfe der Fourieroptik.
Bild 4.58: Holographie.
Bild 4.58: Holographie(b/c).
Bild 4.59: Schemazeichnung zur Ausbreitung Gaußscher Bündel.
Bild 4.60: Gaußförmige Feldstärke und Intensität.
Bild 4.61: Radius und Phasenverschiebung einer Kugelwelle.
Bild 4.62: Ausbreitung von Gaußschern Bündeln.
Bild 4.63: Gaußsches Bündel in der Nähe der Taille.
Bild 4.64: Krümmungsradius der Wellenfront.
Bild 4.65: Feldstärkenverlauf für verschiedene  Bündeldurchmesser.
Bild 4.66: Phasenverschiebung beim Durchgang durch eine Linse.
Bild 4.67: Gaußsches Bündel beim Durchgang durch eine Linse.

4.6 Die Polarisation von Licht

Bild 4.68: Zirkular polarisiertes Licht.
Bild 4.69: Elliptisch polarisiertes Licht
Bild 4.70: Funktionsweise von Polarisatoren 1.
Bild 4.71: Funktionsweise von Polarisatoren 2.
Bild 4.72: Drehung der Polarisationsrichtung bei Reflexion von Licht.
Bild 4.73: Doppelbrechung und Dichroismus.
Bild 4.74: Effizienzkurven eines Reflexionsgitters.
Bild 4.75: Zusammenhang zwischen E und D.
Bild 4.76: Doppelbrechung. Wichtige Richtungen.
Bild 4.77: Strahlen- und Indexellipsoid.
Bild 4.78: Brechung an einem doppelbrechenden Kristall.
Bild 4.79: Doppelbrechender Kristall – Strahlrichtung und Wellenvektorrichtung.
Bild 4.80: Doppelbrechung an einem Calcitkristall (Bild)
Bild 4.80: Doppelbrechung an einem Calcitkristall (Schema)
Bild 4.81: Glan-Foucault-Polarisator.
Bild 4.82: Wirkungsweise einer lambda/2-Platte.
Bild 4.83: Mikroskopischer Hintergrund des Kerr-Effektes.
Bild 4.84: Aufbau eines optischen Modulators mit Hilfe einer Kerrzelle.
Bild 4.85: Ultraschneller Lichtmodulator mit Hilfe des optischen Kerr-Effektes.
Bild 4.86: Einsatz eines Kerr-Schalters für die zeitaufgelöste Messung der Fluoreszenz.
Bild 4.87: LCD-Display.
Bild 4.88: Spannungsdoppelbrechung.
Bild 4.89: Optische Aktivität.
Bild 4.90: Realisierung einer optischen Diode mit Hilfe des Faraday-Effektes.

4.7 Nichtlineare Optik

Bild 4.91: Phasenanpassung bei der Frequenzverdopplung.
Bild 4.92: Frequenzkonversionsmethoden.
Bild 4.93: Phasenanpassung in einem optisch parametrischen Prozess.
Bild 4.94: Bei Selbstfokussierung von Licht.
Bild 4.95: Selbstphasenmodulation von Lichtimpulsen.








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