Optik: Ein Lehrbuch der elektromagnetischen Lichttheorie

Dieses Buch unterscheidet sich von alteren Darstellungen der Optik durch die Grenzziehung gegen andere Gebiete der Physik. Die liberkommene Einteilung (Mechanik, Elektrizitat und Magnetismus, Optik, Thermodynamik, erganzt durch kinetische Theorie der Materie und Atomphysik) ist wohl vorlaufig flir den Unterricht noch unentbehrlich, so wenig sie auch der Einheit des Lehr- gebaudes Rechnung tragt. Die Optik ist seit langem als elektromagnetische Lichttheorie ein Sonderkapitel der allgemeinen Lehre yom elektromagnetischen Felde. Man kann sich dabei natlirlich nicht auf das sichtbare Licht beschranken, sondern muB den Frequenzbereich nach oben und unten erweitern. Die HERTZ- schen Wellen pflegt man aber nicht hinzuzunehmen; nach kurzen Wellen zu scheint es geboten, die Rontgen-und y-Strahlen auszuschlieBen oder wenigstens nur andeutungsweise zu behandeln. Auch hier wird diesem Brauche gefolgt. Die Optik bewegter Korper durfte frliher in einem Lehrbuche der Lichttheorie nicht fehlen. lch halte das nicht fUr zeitgemaB; diese Dinge gehoren zur Rela- tivitatstheorie, die sich zu einem besonderen Kapitel der Physik entwickelt hat.

Table of Contents:
Historische Übersicht.- Erstes Kapitel. Elektromagnetische Lichttheorie für durchsichtige isotrope Körper ohne Farbenzerstreuung.- § 1. Die Maxwellschen Gleichungen.- § 2. Der Energiesatz.- § 3. Fortpflanzung ebener Wellen.- § 4. Das Snelliussche Brechungsgesetz.- § 5. Die Maxwellsche Formel für den Brechungsindex.- § 6. Die skalare einfach harmonische Welle.- § 7. Die einfach harmonische Vektorwelle. Elliptische Polarisation.- § 8. Lineare und zirkulare Polarisation.- § 9. Die Grenzbedingungen an der Berührungsfläche zweier Medien.- § 10. Die Fresnelschen Formeln für Reflexion und Brechung einer ebenen Welle.- § 11. Polarisation bei Spiegelung und Brechung.- * § 12. Einfluß von Übergangsschichten auf die Polarisation des reflektierten Lichts.- § 13. Totalreflexion.- Zweites Kapitel. Geometrische Optik.- § 14. Grenzübergang zu unendlich kleiner Wellenlänge.- § 15. Der Satz von Malus und das Prinzip von Fermat.- § 16. Die Brennpunktseigenschaften eines infinitesimalen Strahlenbüschels.- § 17. Kaustische Flächen und Kurven.- § 18. Brechung an einer Kugelfläche.- * § 19. Absolute optische Instrumente.- § 20. Achsensymmetrische Kollineationen.- § 21. Charakteristische Funktion und Eikonal.- § 22. Das Winkeleikonal.- § 23. Das Winkeleikonal für die Brechung an einer Rotationsfläche.- § 24. Die Gausssche Dioptrik.- § 25. Die Strahlenbegrenzung durch Blenden.- § 26. Die Farbenabweichungen.- § 27. Das Seidelsche Eikonal.- § 28. Die Sinusbedingung.- * § 29. Die Fehler dritter Ordnung.- * § 30. Das Seidelsche Eikonal eines zusammengesetzten optischen Systems.- * § 31. Die Fehler dritter Ordnung eines zentrierten Linsensystems.- * § 32. Beispiel. Die dünne Einzellinse.- § 33. Optische Abbildungsinstrumente.- Drittes Kapitel.Interferenz.- § 34. Interferenz zweier Strahlen.- § 35. Der Interferenzversuch nach Young.- § 36. Der Fresnelsche Doppelspiegel, das Fresnelsche Biprisma, die Halblinsen von Billet.- § 37. Stehende Wellen.- § 38. Die Farben dünner Blättchen und die Newtonschen Ringe.- § 39. Die Schärfe der Interferenzstreifen.- § 40. Interferenzrefraktometer.- § 41. Interferometer.- § 42. Interferenzspektroskope und ihr Auflösungsvermögen.- Viertes Kapitel. Beugung.- § 43. Wesen der Beugungserscheinungen. Kugelwellen.- § 44. Das Huygenssche Prinzip.- § 45. Kirchhoffs Formulierung des Huygensschen Prinzips.- § 46. Die Kirchhoffsche Beugungstheorie.- § 47. Klassifizierung der Beugungserscheinungen. Das Babinetsche Prinzip.- § 48. Fraunhofersche Beugungserscheinungen am Rechteck und am Spalt.- § 49. Die Beugungserscheinungen an einer kreisförmigen Öffnung.- § 50. Beugende Öffnungen von anderen Formen.- § 51. Beugungsgitter.- § 52. Ebene Kreuzgitter und Raumgitter. Röntgenspektren.- 1. Das Laueverfahren.- 2. Die Verfahren von Bragg und Debye-Scherrer-Hull.- § 53. Das Auflösungsvermögen optischer Instrumente.- a) Das Auflösungsvermögen des Gitters.- b) Das Auflösungsvermögen des Prismas.- c) Die Auflösungsgrenze des Fernrohrs.- d) Die Auflösungsgrenze des Mikroskops.- ?) Abbildung selbstleuchtender Objekte.- ?) Abbildung nicht selbstleuchtender Objekte.- § 54. Messung kleiner Winkel.- § 55. Fresnelsche Beugungserscheinungen.- * § 56. Verhalten der Lichtwellen in der Umgebung von Punkten geometrischer Strahlenvereinigung; Beugungstheorie der Bildfehler.- * § 57. Sommerfelds strenge Behandlung der Beugungserscheinungen.- Fünftes Kapitel. Kristalloptik.- § 58. Elektromagnetische Lichttheorie für anisotrope Körper.- § 59. Die Fresnelschen Formelnfür die Lichtausbreitung in Kristallen.- § 60. Geometrische Konstruktionen zur Bestimmung von Fortpflanzungsgeschwindigkeiten und Schwingungsrichtungen der Wellen.- § 61. Optische Kristallklassen. Optisch-isotrope und einachsige Kristalle.- § 62. Optisch zweiachsige Kristalle.- §63. Messung der optischen Kristalleigenschaften. Polarisator und Kompensator.- 1. Das Nicolsche Prisma.- 2. Kompensatoren.- a) Viertelwellenlängenplättchen.- b) Babinetscher Kompensator.- c) Der Kompensator von Soleil.- § 64. Interferenz an Kristallplatten.- § 65. Interferenzfiguren an Platten einachsiger Kristalle in konvergentem Licht.- § 66. Interferenzfiguren an Platten aus optisch zweiachsigen Kristallen.- Sechstes Kapitel. Metalloptik.- § 67. Fortpflanzung ebener Wellen in leitenden Substanzen.- § 68. Die Reflexion des Lichtes an Metalloberflächen.- § 69. Absorbierende Kristalle.- I. Einachsige Kristalle.- II. Zweiachsige Kristalle.- * § 70. Beugung an leitenden Kugeln.- * § 71. Physikalische Diskussion des Streulichts.- Siebentes Kapitel. Molekulare Optik.- § 72. Polarisation und Magnetisierung.- § 73. Der Tensor der Polarisierbarkeit und die wirkende Feldstärke.- * § 74. Molekulare Theorie der Lichtfortpflanzung, Brechung und Reflexion in isotropen Medien.- * § 75. Gitteroptik der Kristalle.- § 76. Fall der Isotropie. Das Lorentz-Lorenzsche Gesetz.- § 77. Erzwungene Anisotropie. Berechnung von Mittelwerten.- § 78. Der Faradayeffekt.- * § 79. Der Cotton-Mouton-Effekt.- § 80. Der elektrische Kerreffekt.- § 81. Die Streuung des Lichts.- § 82. Der Ramaneffekt.- Einfluß der Molekülrotation auf den Ramaneffekt.- Normalkoordinaten und Eigenschwingungen.- Schwingungs- und Rotations-Ramaneffekt.- § 83. Optisches Drehungsvermögen isotroper Körper.- * § 84.Optisch aktive Kristalle.- Achtes Kapitel. Emission, Absorption, Dispersion.- § 85. Klassisches Modell einer Lichtquelle.- § 86. Breite von Emissionslinien. Strahlungsdämpfung und Dopplereffekt.- I. Strahlungsdämpfung.- II. Der Dopplereffekt.- § 87. Breite von Emissionslinien. Stoßdämpfung.- * § 88. Breite von Emissionslinien. Verbreiterung durch Starkeffekt und Kopplung.- § 89. Elektronentheorie des Zeemaneffekts.- § 90. Quantenprozesse und Grenzen der klassischen Theorie.- § 91. Erzwungene Schwingungen eines Resonators. Stärke und Strahlungsdämpfung der optischen Resonatoren.- § 92. Einfluß von Stoßdämpfung und Dopplereffekt auf den Resonanzvorgang.- § 93. Verlauf von Dispersion und Absorption durch eine einzelne Spektrallinie.- I. Dispersions- und Absorptionsverlauf bei Vernachlässigung des Doppler-effekts.- II. Dispersions- und Absorptionsverlauf bei Berücksichtigung des Doppler-effekts.- § 94. Experimentelle Bestimmung der Absorptions- und Dispersionskonstanten von Gasen.- I. Absorption.- 1. Gesamtabsorption.- a) Unendlich dünne Schichten.- b) Endliche Schichtdicke. Kontinuierlicher Hintergrund.- 2. Absorptionsverlauf.- II. Dispersion.- § 95. Dispersionsverlauf in durchsichtigen Gebieten bei Gasen und festen Körpern.- * § 96. Inverser Zeemaneffekt und Dispersion des Faradayeffektes.- * § 97. Resonanzfluoreszenz und ihre Beeinflussung durch magnetische Felder.- * § 98. Dispersion des Kerreffekts und der Streuung. Kopplungsschwingungen.- * § 99. Dispersion des natürlichen Drehungsvermögens für Flüssigkeiten und Gase.- §100. Ultrarote Schwingungen und Ramaneffekt.- I. Zweiatomige Moleküle.- 1. Ultrarot.- a) Reine Rotation.- b) Rotationsschwingungsbanden.- 2. Ramaneffekt.- * II. Mehratomige Moleküle.- 1. Symmetrieeigenschaften undAuswahlregeln.- 2. Beispiele mehratomiger Molekule.- a) N2O.- b) Tetraedermoleküle AB4.- * § 101. Dispersion von Dipolflüssigkeiten.- Namen- und Sachverzeichnis.