| Vorwort | 5 |
| 1 Einführung und historischer Überblick | 11 |
| 2 Licht als elektromagnetischeWelle | 15 |
| 2.1 Die Wellengleichung und ihre Lösungen | 15 |
| 2.1.1 Energie und Impuls von Licht | 20 |
| 2.1.2 Wellenpakete | 23 |
| 2.1.3 Phasen- und Gruppengeschwindigkeit | 26 |
| 2.2 Dispersion von Licht | 29 |
| 2.2.1 Die Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante | 29 |
| 2.2.2 Der Brechungsindex | 32 |
| 2.2.3 Die Absorption von Licht | 33 |
| 2.2.4 Die Dispersion von dichtenMedien | 36 |
| 2.2.5 Brechungsindex und Absorption von Metallen | 38 |
| 2.3 ElektromagnetischeWellen an Grenzflächen | 40 |
| 2.3.1 Reflexions- und Brechungsgesetz | 41 |
| 2.3.2 Die Fresnelschen Formeln für den Reflexionsgrad einer Grenzfläche | 44 |
| 2.3.3 Totalreflexion und evaneszenteWellen | 52 |
| 2.4 Lichtwellenleiter | 55 |
| 2.4.1 Lichtleitung durch Totalreflexion | 55 |
| 2.4.2 Moden in einem optischenWellenleiter** | 60 |
| 2.4.3 Lichtausbreitung in einem Hohlleiter** | 64 |
| 2.4.4 Moden in einem dielektrischenWellenleiter** | 66 |
| 2.4.5 Lichtleitfasern | 70 |
| 2.4.6 Herstellung von Glasfasern | 71 |
| 2.5 Absorbierende und streuendeMedien | 74 |
| 2.5.1 Das Reflexionsvermögen absorbierenderMedien | 74 |
| 2.5.2 Die Farbe von Gegenständen | 75 |
| 2.5.3 Streuung von elektromagnetischenWellen | 77 |
| 3 Die Geometrische Optik | 79 |
| 3.1 Das Fermatsche Prinzip | 80 |
| 3.1.1 Das Reflexionsgesetz | 82 |
| 3.1.2 Das Fermatsche Prinzip und das Brechungsgesetz | 84 |
| 3.2 Strahlenablenkung durch ein Prisma | 87 |
| 3.2.1 Der Regenbogen | 89 |
| 3.3 Die optische Abbildung | 96 |
| 3.3.1 Reelle und virtuelle Abbildungen | 96 |
| 3.3.2 Abbildung an einem Kugelspiegel | 97 |
| 3.3.3 Abbildung durch brechende Kugelflächen | 101 |
| 3.3.4 Abbildungsgleichung für dünne Linsen | 103 |
| 3.3.5 Dicke Linsen und Linsensysteme | 107 |
| 3.3.6 Berechnung der Ausbreitung paraxialer Strahlen mit demMatrizen-Verfahren | 108 |
| 3.3.7 Anwendungen der Matrizenmethode | 114 |
| 3.3.8 Linsenfehler | 117 |
| 3.3.9 Begrenzungen in optischen Systemen | 123 |
| 3.3.10 Design und Herstellung von Objektiven | 126 |
| 3.4 Instrumente der geometrischenOptik | 127 |
| 3.4.1 Der Projektionsapparat | 127 |
| 3.4.2 Die photographische Kamera | 129 |
| 3.4.3 Das Auge | 133 |
| 3.4.4 Vergrößernde optische Instrumente | 136 |
| 4 Welleneigenschaften von Licht | 147 |
| 4.1 Qualitative Behandlung der Beugung | 148 |
| 4.1.1 Das Huygenssche Prinzip | 148 |
| 4.1.2 Die Fresnelsche Beugung | 150 |
| 4.2 Mathematische Behandlung der Beugung | 154 |
| 4.2.1 Die Fresnel-Kirchhoffsche Beugungstheorie** | 154 |
| 4.2.2 Fresnelsche und Fraunhofersche Beugung | 156 |
| 4.2.3 Fraunhofersche Beugung | 158 |
| 4.2.4 Das Babinetsche Prinzip | 159 |
| 4.3 Spezielle Fälle der Fraunhoferschen Beugung | 159 |
| 4.3.1 Beugung an einem langen Spalt | 159 |
| 4.3.2 Beugung an einer Rechteckblende | 164 |
| 4.3.3 Beugung an einer kreisförmigen Öffnung | 165 |
| 4.3.4 Beugung am Doppelspalt | 166 |
| 4.3.5 Beugung am Gitter | 171 |
| 4.3.6 Gitterspektrometer | 176 |
| 4.3.7 Beugung an mehrdimensionalen Gittern | 179 |
| 4.4 Interferenz | 183 |
| 4.4.1 Die Kohärenz von Lichtquellen | 184 |
| 4.4.2 Spezielle Interferometeranordnungen | 187 |
| 4.4.3 Interferenzen dünner Schichten | 192 |
| 4.4.4 Vielfachinterferenzen am Beispiel des Fabry-Perot-Interferometers | 202 |
| 4.5 Anwendungen von Beugung und Interferenz | 209 |
| 4.5.1 Das Auflösungsvermögen optischer Geräte | 209 |
| 4.5.2 Die Abbesche Theorie der Bildentstehung und Fourieroptik | 215 |
| 4.5.3 Holographie | 220 |
| 4.5.4 Laser-Strahlen – Die Optik Gaußscher Bündel* | 224 |
| 4.5.5 Gaußsche Bündel und abbildende Elemente** | 231 |
| 4.6 Die Polarisation von Licht | 235 |
| 4.6.1 Polarisationszustände von Licht | 235 |
| 4.6.2 Polarisatoren | 238 |
| 4.6.3 Doppelbrechung | 243 |
| 4.6.4 Anwendungen der Doppelbrechung | 252 |
| 4.6.5 Induzierte Doppelbrechung | 255 |
| 4.6.6 Optische Aktivität und Faraday-Effekt | 261 |
| 4.7 Nichtlineare Optik | 266 |
| 4.7.1 Mit der nichtlinearen Suszeptibilität zweiter Ordnung verknüpfte Phänomene* | 267 |
| 4.7.2 Mit der nichtlinearen Suszeptibilität dritter Ordnung verknüpfte Phänomene* | 270 |
| 5 Quantenphänomene: Licht alsWelle und Teilchen | 275 |
| 5.1 Der Photoeffekt | 275 |
| 5.1.1 Eigenschaften von Photonen | 281 |
| 5.1.2 Licht istWelle und Teilchenstrom | 284 |
| 5.1.3 Doppelspalt als Instrument zur Unterscheidung vonWelle und Teilchen | 285 |
| 5.1.4 Photoeffekt in der Anwendung: Nachweis von Licht* | 288 |
| 5.2 Strahlungsgesetze und Lichtquellen | 299 |
| 5.2.1 Strahlungsphysikalische Größen | 299 |
| 5.2.2 LichttechnischeGrößen* | 304 |
| 5.2.3 Das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz | 306 |
| 5.2.4 Das Emissionsverhalten eines schwarzen Strahlers | 308 |
| 5.2.5 Strahlungsgesetze | 310 |
| 5.2.6 Die Plancksche Strahlungsformel | 312 |
| 5.2.7 Lichtquellen für Beleuchtungszwecke* | 316 |
| 5.2.8 Der Laser | 319 |
| A Anhang: Fouriertransformation | 327 |
| A.1 Fourierreihen | 327 |
| A.2 Fourierintegrale: Transformationen nichtperiodischer Funktionen | 331 |
| A.3 Eigenschaften der Fouriertransformation | 334 |
| A.4 Rechenregeln für Fouriertransformationen | 336 |
| A.5 Eigenschaften der Deltafunktion | 337 |
| Vertiefende Literatur | 339 |
| Sachverzeichnis | 341 |
