Literaturempfehlung. Literaturempfehlung

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1 Liteatuempfehlung Paul A. Tiple, Gene Mosca: Physik fü Wissenschaftle und Ingenieue 6. Auflage (2009), Spektum Akad. Velag David Halliday, Robet Resnick, Jeal Walke: Physik Bachelo-Edition 2. Auflage (2009), Wiley-VCH Douglas C. Giancoli: Physik 3., ew. Auflage (2010), Peason Studium Diete Meschede: Gethsen Physik 24. Auflage (2010), Spinge E-Book (nu TU-BS-Netz!) Liteatuempfehlung Ekbet Heing, Rolf Matin, Matin Stohe: Physik fü Ingenieue 10. Auflage (2007), Spinge E-Book (nu TU-BS-Netz!) Paul Dobinski, Gunte Kakau, Anselm Vogel: Physik fü Ingenieue 12. Auflage (2010), Teubne E-Book (nu TU-BS-Netz!) Jügen Eichle: Physik fü das Ingenieustudium 4. Auflage (2011), Vieweg + Teubne E-Book (nu TU-BS-Netz!) Fank Pedotti, Leno Pedotti, Wene Bausch, Hatmut Schmidt: Optik fü Ingenieue Gundlagen 4. Auflage (2008), Spinge E-Book (nu 3. Aufl.) (nu TU-BS-Netz!)

2 Licht als elektomagnetische Welle 780 nm 380 THz 380 nm 790 THz Die Maxwell'schen Gleichungen James Clek Maxwell ( ) Zusammenhang zwischen den Vektoen des elektischen und magnetischen Feldes ( und ) E den Quellen diese Felde, nämlich Ladungen und Stömen B Gundlage fü die Gesetze des Elektomagnetismus

3 Die Maxwell'schen Gleichungen 1. Maxwell'sche Gleichung: "Duchflutungsgesetz": ot B = µ j + µ ε Jedes sich zeitlich veändende elektische Feld ezeugt ein magnetisches Wibelfeld E t B E t j Die Maxwell'schen Gleichungen 2. Maxwell'sche Gleichung: "Induktionsgesetz": B ot E = t Jedes sich zeitlich veändende magnetische Feld ezeugt ein elektisches Wibelfeld B t E U ind

4 Die Maxwell'schen Gleichungen 3. Maxwell'sche Gleichung: "Elektische Quelle": Elektische Ladungen sind die Quellen elektische Felde. ρ div E = ε 0 E q Die Maxwell'schen Gleichungen 4. Maxwell'sche Gleichung: "Magnetische Quelle": div B = 0 Magnetfelde sind imme Wibelfelde und damit quellenfei. Es gibt keine magnetischen Ladungen. B

5 Licht als elektomagnetische Welle Messung de Lichtgeschwindigkeit Hippolyte Fizeau ( )

6 Messung de Lichtgeschwindigkeit Jean Benad Léon Foucault ( ) Albet Abaham Michelson ( ) Methode nach Foucault-Michelson uspünglich von Foucault (1850), modifiziet von Michelson (1926) Messung de Lichtgeschwindigkeit Modene Methode: Laufzeitmessung mit modulieten Signalen x

7 Huygens'sches Pinzip Chistiaan Huygens ( ) Jede Punkt eine Wellenfont ist Ausgangspunkt eine neuen kugelfömigen Elementawelle, die sich mit deselben Geschwindigkeit ausbeitet wie die uspüngliche Wellenfont. Die Einhüllende alle Elementawellen egibt die Wellenfont zu einem späteen Zeitpunkt. Femat'sches Pinzip Piee de Femat ( ) De Weg, den das Licht von einem Punkt zum andeen nimmt, ist stets dejenige, bei dem die dafü benötigte Zeitspanne minimal ist.

8 Reflexionsgesetz...mit Huygens'schem Pinzip Reflexionsgesetz...mit Huygens'schem Pinzip

9 ...mit Femat'schem Pinzip Reflexionsgesetz Bechungsgesetz...mit Huygens'schem Pinzip

10 ...mit Femat'schem Pinzip A Bechungsgesetz P min P 1 B...mit Femat'schem Pinzip Bechungsgesetz

11 ...mit Femat'schem Pinzip Bechungsgesetz Totaleflexion θ 2 = 90 θ 1 = θ K

12 Totaleflexion θ 2 = 90 θ 1 > θ K Dielektische Polaisation

13 Dielektische Polaisation E = Med. E ε 0 Dispesion Abhängigkeit des Bechungsindex n von de Wellenlänge λ dn d λ < dn d λ > 0 0 nomale Dispesion anomale Dispesion

14 E 0 e ω i( ωt n x) c 0 Absoption ~ e ω k x c k = 0 k > 0 x Polaisation E E E

15 Gesetz von Malus Étienne Louis Malus ( ) E Polaisietes Licht passiet einen um vedehten Analysato φ E E φ E ' E ' = E cosφ I 2 ~ E I = I cos 0 2 φ Polaisation duch Absoption z.b. Polaisationsfolien Iodvebindungen angelaget an Kohlenwassestoff-Ketten E wid absobiet Dichoismus k > k E wid duchgelassen

16 LCD-Display Display LCD-Display Display

17 Polaisation duch Reflexion n 1 α B : Bewste-Winkel tanα B = n n 2 1 n 2 e Polaisation duch Doppelbechung n n n > n

18 Spannungs-Doppelbechung Optische Anisotopie duch Vespannungen in Wekstücken Visualisieung von Belastungszonen in Wekzeugen, Maschinen, abe auch Bauweken λ/4-plättchen Phasenveschiebung: 0 λ/4-plättchen gelb ot n > n Phasenveschiebung: 90 Hestellung von zikula polaisietem Licht

19 Fesnel'sche Fomeln Auguste Jean Fesnel ( ) y B e α E e k e α α ' k E α ' B Medium 1 Medium 2 x β β B b k b E b Reflexionskoeffizient und -vemögen n > 1 α B Reflexionsvemögen Reflexionskoeffizient α B Phasenspung ( ) Beispiel: Reflexion in Luft an eine Glasobefläche (n = 1,5 und k = 0)

20 Reflexionskoeffizient und -vemögen α K n < 1 α K Reflexionskoeffizient Reflexionsvemögen α B α B Phasenspung ( ) Beispiel: Reflexion innehalb von Glas an Genzfläche zu Luft n2 1 ( n = = = 0,67 und k = 0) n 1,5 1