Bergmann • Schaefer Lehrbuch der Experimentalphysik

Bergmann • Schaefer
Lehrbuch der
Experimentalphysik
Band III Optik
8. Auflage
Herausgeber Heinrich Gobrecht
Autoren
Hans-Joachim Eichler, Heinrich Gobrecht
Michael Krystek, Heinz Niedrig
Manfred Richter, Heinz Schoenebeck
Horst Weber, Kurt Weber
w
Walter de Gruyter
G Berlin • New York 1987
DE
Inhalt
Energieeinheiten und Äquivalentwerte
Strahlungsphysikalische Größen und Einheiten
Lichttechnische Größen und Einheiten
1
Strahlenoptik
Heinrich Gobrecht
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Vorbemerkungen und Grundbegriffe
Die geradlinige Ausbreitung des Lichtes, Schatten, Lochkamera ..
Die Reflexion des Lichtes, ebene Spiegel
Gekrümmte Spiegel, Konkav- und Konvexspiegel
Die Brechung des Lichtes, Totalreflexion
Brechung des Lichtes beim Durchgang durch Prismen;
Spektrometer und Refraktometer
Brechung des Lichtes an einer Kugelfläche
Brechung und Abbildung durch ein zentriertes System
brechender Kugelflächen
Abbildung durch Linsen
Die Abbildungsfehler der Linsen
Die Strahlenbegrenzung, Wirkung der Blenden
Das Auge und einige optische Instrumente
Helligkeit und Kontrast bei den optischen Instrumenten
Der Fermatsche Satz, das Eikonal, der Satz von Malus
Optik der Atmosphäre
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
2
2.1
2.2
2.3
2.4
Dispersion und Absorption des Lichtes
Hans-Joachim Eichler
Messung der Lichtgeschwindigkeit
Phasengeschwindigkeit, Gruppengeschwindigkeit
Die Dispersion des Lichtes: Normale Dispersion
Achromatische und geradsichtige Prismen; chromatische
Bildfehler
2.5 Infrarote (ultrarote) und ultraviolette Strahlung
2.6 Absorption der Strahlung
XV
XV
XVI
1
1
3
7
15
32
50
65
81
91
115
131
137
176
186
191
207
207
216
221
232
239
262
X
Inhalt
2.7 Die Dispersion des Lichtes; Anomale Dispersion
2.8 Dispersion und Absorption schwach absorbierender Substanzen;
Anwendungen
2.9 Dispersion und Absorption der Metalle
2.10 Spektralanalyse, Emissions- und Absorptionsspektren,
Dopplereffekt, Spektralapparate
276
292
3
325
Interferenz und Beugung
Hans-Joachim Eichler
268
301
3.1 Allgemeines über Interferenz von Lichtwellen;
Kohärenz und Inkohärenz
3.2 Fresnelscher Spiegelversuch und Varianten
3.3 Interferenzerscheinungen an dünnen Schichten, Farben dünner
Blättchen; Kurven gleicher Dicke und gleicher Neigung
3.4 Zweistrahlinterferometer
3.5 Vielstrahlinterferenz; Interferenzspektroskopie
3.6 Stehende Lichtwellen; Farbenphotographie nach Lippmann
3.7 Lichtschwebungen
3.8 Grunderscheinungen der Beugung; Beugung am Spalt,
an rechteckiger und kreisförmiger Öffnung
3.9 Das Auflösungsvermögen optischer Instrumente
(Fernrohr, Auge, Mikroskop, Prisma)
3.10 Beugung durch mehrere kongruente, regelmäßig angeordnete
Öffnungen; Youngscher Interferenzversuch; Beugungsgitter;
Stufengitter; Ultraschallwellengitter
3.11 Beugung an zwei- und dreidimensionalen Gittern;
Röntgenstrahlbeugung
3.12 Bildentstehung im Mikroskop nach E. Abbe;
Phasenkontrastverfahren nach Zernike; Schlierenverfahren
3.13 Beugung an Teilchen, Lichtstreuung
3.14 Holographie
438
452
461
4
481
Polarisation und Doppelbrechung des Lichtes
Kurt Weber
AA Polarisation des Lichtes durch Reflexion und gewöhnliche
Brechung
4.2 Theorie der Reflexion, Brechung und Polarisation; Fresnelsche
Formeln
4.3 Totalreflexion, Herstellung von elliptisch und zirkulär
polarisiertem Licht
4.4 Polarisation des reflektierten Lichtes bei absorbierenden Medien;
Metallreflexion
325
336
342
357
362
377
381
384
398
405
423
481
493
502
516
Inhalt
XI
4.5 Doppelbrechung und Polarisation an optisch einachsigen
Kristallen
4.6 Optisch zweiachsige Kristalle
4.7 Polarisatoren: Nicoisches Prisma, Glan-Thompson-Prisma,
Turmalinplatte, Polarisationsfilter, Wollastonprisma,
Polarisationsphotometer
4.8 Drehung der Schwingungsebene polarisierten Lichtes
(optische Aktivität)
4.9 Optisches Verhalten und Symmetrie der Kristalle
4.10 Interferenzen an Kristallplatten im parallelen, polarisierten
Strahlengang
4.11 Interferenzen im konvergenten Licht
4.12 Kristalline Flüssigkeiten
4.13 Induzierte Doppelbrechung in isotropen Stoffen
4.14 Zeeman- und Stark-Effekt
588
602
608
620
627
5
Optische Strahlung und ihre Messung
Michael Krystek
639
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
Einführung
Grundgrößen und Definitionen
Die Wärmestrahlung
Das Kirchhoffsche Gesetz
Der schwarze Strahler, Hohlraumstrahlung
Das Stefan-Boltzmannsche Gesetz
Das Wiensche Verschiebungsgesetz
Die Strahlungsgesetze
Strahlung nicht-schwarzer Strahler
Strahlungscharakteristische Temperaturen, Pyrometrie
Strahlungsbewertung durch das Auge, Photometrie
Realisierung der Lichteinheit, Normallichtquellen
Photometrische Meßmethoden und Meßgeräte
Ausblicke auf die Lichttechnik
639
641
647
649
652
655
658
660
666
670
674
679
684
690
6
Farbmetrik
Manfred Richter
701
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
Wesen der Farbe
Technik der additiven Farbmischung
Gesetzmäßigkeiten der additiven Farbmischung
Wirkungsweise des Auges
Weiterer Ausbau der Farbvalenzmetrik
Die Spektralwerte
701
703
708
715
720
726
524
553
558
566
579
XII
Inhalt
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
6.12
6.13
6.14
6.15
6.16
Virtuelle Farbvalenzen; Normvalenz-System
Farbreiz und Farbvalenz
Körperfarben
Bedingt-gleiche Farben
Sogenannte subtraktive Farbmischung
Optimalfarben
Komplementäre und kompensative Farben
Helmholtz-Maßzahlen
Verfahren der Farbmessung
Anschauliche Farbkennzeichnung; höhere Farbmetrik
730
735
736
739
740
743
746
748
750
754
7
Quantenoptik
Horst Weber
765
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
Der lichtelektrische Effekt
Einsteins korpuskulare Theorie des Lichtes und deren Prüfung . . .
Der lichtelektrische Effekt bei hohen Bestrahlungsstärken
Anwendungen des lichtelektrischen Effekts
Die korpuskularen Eigenschaften des Photons
Die Bedeutung der Quantenelektrodynamik
Die quantenhafte Absorption und Emission von Licht
Streuung von Photonen
Statistische Eigenschaften der Photonen
Erzeugung von kohärentem Licht - LASER
Nichtlineare Optik
766
772
779
786
796
804
813
832
867
888
918
8
Wellencharakter der Materie
Heinz Niedrig
943
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
9.9
Materiewellen
Elektronenbeugung
Beugung anderer Materieteilchen
Elektronenoptik
Elektronenmikroskopie
Elektronenergieverlust-Spektroskopie und Mikroanalyse
Elektronenstrahl-Lithographie
Das Raster-Tunnel-Mikroskop
Die Unschärfe-Relation bei Materiewellen
943
948
959
962
978
989
993
997
998
9
Relativitätstheorie
Heinz Schoenebeck
9.1 Das Relativitätsprinzip der Mechanik
9.2 Versagen des Relativitätsprinzips der Mechanik
in der Elektrodynamik
1005
1005
1007
Inhalt
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
9.12
Versuche zum Mitführungskoeffizienten
Der Versuch von Michelson
Die Einsteinsche Lösung des Problems
Das Additionstheorem der Geschwindigkeiten;
der Mitführungskoeffizient
Dopplersches Prinzip und Aberration
Die Invarianz der Gleichungen der Elektrodynamik
und der Mechanik gegenüber der Lorentz-Transformation
Rotationsbewegung
Energie und Masse
Überblick über den Gedankenkreis der allgemeinen
Relativitätstheorie
Experimentelle Bestätigungen der allgemeinen
Relativitätstheorie
Fachwörterverzeichnis Deutsch-Englisch / Englisch-Deutsch
Konstanten
Sach- und Namenregister
XIII
1011
1014
1019
1027
1030
1037
1043
1047
1051
1058
1071
1099
1101