Optik und Wellenmechanik (WS 2011/ physik311) Stefan Linden Physikalisches Institut Universität Bonn

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1 Optik und Wellenmechanik (WS 2011/ physik311) Stefan Linden Physikalisches Institut Universität Bonn

2 Leistungspunkte physik311 : 7 LP Nachweis: Erfolgreiche Teilnahme an Übungen und Klausur Zulassung zur Klausur: 50 % der Punkte aus den Übungsblättern Regelmäßige Teilnahme an den Tutorien 2 Vorrechnen im Tutorium

3 Vorlesungen Montag: Uhr, WP-HS Freitag: Uhr, WP-HS Beginn jeweils c.t. 10 minütige Pause in der Mitte

4 Sprechstunde In den Pausen Montags nach der Vorlesung: Physikalisches Institut, Zimmer PI Nach Vereinbarung

5 Übungen Übungsblätter: Bearbeitung der Übungszettel in 2er-Teams (aus dem gleichen Tutorium) möglich Abgabe der Übungsblätter jeweils freitags in der Vorlesung Besprechung im Tutorium in der darauffolgenden Woche

6 Einteilung der Tutorien Eintrag in Liste (First come, first served) Liste hängt am Dienstag, den , ab Uhr im Übergang zwischen IAP und der alten Mathematik aus.

7 Fragen/Anregungen zur Übung Übungsgruppenleiter: Dipl. Phys. Heiko Linnenbank Physikalisches Institut Raum W U1.014

8 Skript Fehler im Skript und Anregungen

9 Literatur Optik, Eugene Hecht (Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, 2009) Experimentalphysik 2, Wolfgang Demtröder (Springer Verlag, Heidelberg, 2009) Optik, Licht und Laser, Dieter Meschede (Vieweg+Teubner, Wiesbaden, 2008), Skript zur Vorlesung:

10 Zum Inhalt der Vorlesung Der Begriff Optik leitet sich vom griechischen optike ( das Sehen betreffend ) ab. Die Optik ist somit das Teilgebiet der Physik, das sich mit den Gesetzmäßigkeiten der Lichtausbreitung beschäftigt. Historisch: Beschränkung auf den sichtbaren Spektralbereich.

11 Hellempfindlichkeits-Kurve Quelle: Wikipedia

12 Elektromagnetisches Spektrum Quelle: Wikipedia

13 Was ist Licht und wie können wir optische Phänomene beschreiben? Unsere Alltagserfahrung Licht breitet sich in der Form von Strahlen aus! Geometrische Optik Beugungs- und Interferenzeffekte Licht ist eine Welle! Elektromagnetische Theorie des Lichtes Wechselwirkung von Licht mit einzelnen Atomen Licht besitzt nicht nur Wellen- sondern auch Teilchencharakter! Quantenoptik

14 Was ist Licht und wie können wir optische Phänomene beschreiben? Quantenoptik Elektromagnetische Theorie des Lichts Geometrische Optik

15 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Hans Lippershey ( ) Erfindung des Teleskops Willebrod Snell ( ) Entdeckung des Brechungsgesetz Pierre de Fermat ( ) Fermatsches Prinzip

16 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Sir Isaac Newton ( ) Korpuskulare Lichttheorie Christian Huygens ( ) Wellentheorie des Lichts Ole Christensen Römer ( ) Erste Messung der Lichtgeschwindigkeit

17 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Thomas Young ( ) Doppelspaltexperiment Jean Fresnel ( ) Fresnel- Gleichungen James Clerk Maxwell ( ) Maxwell- Gleichungen

18 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Heinrich Hertz ( ) Experimenteller Nachweis elektromagnetischer Wellen Albert Abraham Michelson ( ) Widerlegung der Äther-Hypothese Albert Einstein ( ) Spezielle Relativitätstheorie

19 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Max Planck ( ) Plancksche Strahlungsformel Albert Einstein ( ) Photon-Konzept Arthur Compton ( ) Compton-Effekt

20 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Charles Townes (1915) Theorie des Lasers Arthur L. Schawlow ( ) Theorie des Lasers Theodore Maiman ( ) Bau des ersten Lasers

21 Quelle: Wikipedia Historischer Überblick Roy J. Glauber (1925) Quantenoptik, Nobelpreis 2005 Theodor Hänsch (1941) Laserspektroskopie, Nobelpreis 2005 Charles Kuen Kao (1933) Pionier der Lichtleitung mittels Fiberoptik, Nobelpreis 2009

22 Wellenmechanik Schwarzkörperstrahlung Spektrallinien angeregter Atome lassen sich klassisch nicht erklären. Wellen- oder Quantenmechanik Elektronen und andere Elementarteilchen besitzen nicht nur Teilchen- sondern auch Wellencharakter.

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