1. Gaußscher Strahl 2. Gaußscher Strahl auf - IAP TU

Professor Dr. Gerhard Birkl
Übungen zur Vorlesung
Atome - Photonen - Quanten
Institut für Angewandte Physik
Schlossgartenstraße 7
D-64289 Darmstadt
OPTIK
Fachbereich 5 - Physik
im Wintersemester 2011/2012
Telefon +49 (0) 6151 - 16 2882
Telefax +49 (0) 6151 - 16 2410
Übungsblatt 2 (Besprechung am 18. 11. 2011)
[email protected]
http://www.iap.tu-darmstadt/apq
1. Gaußscher Strahl
Ein Gaußscher Strahl mit Gesamtleistung P0 und Strahlradius w(z) treffe zentral auf
eine kreisförmige Blende mit variablem Radius ρ0.
a) Geben Sie einen analytischen Ausdruck für die transmittierte Leistung als Funktion
von ρ0 an.
b) Berechnen Sie die transmittierte Leistung für ρ0 = w(z) und ρ0 = 1,5·w(z).
2. Gaußscher Strahl auf dem Mond
Ein Gaußscher Strahl mit Strahltaille w0 und der Wellenlänge λ = 600nm werde von
Darmstadt auf den Mond gerichtet. Wie groß ist die Strahltaille w0 (auf der Erde) zu
wählen, damit der Strahlradius w(z) auf der Mondoberfläche dem Mondradius
entspricht.
3. Brewsterwinkel
Leiten Sie den analytischen Ausdruck für den Brewsterwinkel αB (aus der Vorlesung)
aus der Fresnel’schen Formel für r|| und dem Brechungsgesetz her.
4. Reflexion und Transmission bei Halbleitergrenzflächen
Halbleitermaterialien haben einen wesentlich größeren Brechungsindex als Glas. Für
Silizium sei der Brechungsindex als n = 3,5 angenommen.
a) Berechnen Sie die Werte für Transmission und Reflexion für den senkrechten
Einfall einer Lichtwelle auf eine Grenzfläche zwischen Luft und Silizium.
b) Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für die Realisierung von HalbleiterLichtquellen (z.B. Leuchtdioden oder Diodenlaser)?