Grundlagen der Optik / Fundamentals of Optics

ISBN-13: 9783642458514 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 656 str.

E. Bergstrand;A. Maréchal;M. Françon

Spis treści

Determination of the Velocity of Light.- A. Introduction.- B. Methods of determination in vacuo and in air.- I. Direct methods.- II. Indirect methods.- a) Astronomical methods.- b) Electromagnetic methods.- C. Velocity in matter.- D. Some relativistic experiments.- References.- Optique géométrique générale.- A. Lois générales de l’optique géométrique.- I. Generalites.- II. L’optique géométrique déduite des equations de (Maxwell).- III. Le principe de (Fermat).- IV. Optique géométrique et optique électronique.- B. Recherche du stigmatisme rigoureux.- I. Methode générale.- II. Dioptres et miroirs stigmatiques.- III. Surfaces correctrices, retouches optiques.- IV. Les milieux à variation continue d’indice; applications à certains systèmes optiques pour ondes courtes.- V. La recherche du stigmatisme dans un élément de volume.- C. Approximation de (Gauss).- I. Définitions, notations et conventions de signes.- II. Les éléments constitutifs; le dioptre et le miroir.- III. Formation des images dans les systèmes centrés.- IV. L’homographie optique; impossibilité du système optique parfait.- D. Le champ.- I. Le champ latéral.- II. La profondeur de champ et la latitude de mise au point.- E. Les aberrations.- I. Généralités.- II. Aberrations chromatiques.- III. Les aberrations géométriques.- a) Etude expérimentale.- b) Etude théorique des caustiques et focales.- c) Propriétés générales des faibles aberrations géométriques.- d) Classification des aberrations géométriques des instruments de révolution.- e) L’aberration sphérique.- f) La coma.- g) L’astigmatisme et la courbure le champ.- h) La distorsion.- i) Calcul des aberrations chromatiques et des aberrations géométriques du troisième ordre.- F. Contraste des images; influence des aberrations.- I. La formation des images d’objets étendus.- II. Influence des aberrations sur le contraste.- G. Conclusion.- Bibliographie.- Interférences, diffraction et polarisation.- A. Interférences.- I. Introduction sur les vibrations.- a) Définition.- b) Composition des vibrations.- II. Interférences à deux ondes.- a) Caractères généraux des phénomènes d’interferences.- b) Etude des phénomènes d’interférences à franges non localisées.- c) Franges d’égale épaisseur des lames transparentes éclairées en lumière parallèle.- d) Franges d’égale inclinaison ou franges localisées à l’infini.- e) Influence du diamètre apparent et du monochromatisme de la source sur le contraste des franges.- g) Ondes stationnaires.- h) Interférometres à deux ondes.- III. Interférences à ondes multiples.- a) Franges par transmission.- b) Franges par reflexion.- c) Franges de superposition.- IV. Application des interférences.- a) Application des interferences à l’étude des surfaces.- b) Application des interferences à la mesure des aberrations des systèmes optiques.- c) Application des interférences à 1’observation des ob jets transparents et réfléchissants.- d) Application des interférences à la mesure des longueurs.- B. Diffraction.- I. Diffraction de (Fraunhofer) ou diffraction à l’infini.- a) Image d’une source ponctuelle par un système optique parfait.- b) Image d’une source ponctuelle par un système optique imparfait.- c) Influence de la diffraction sur les images d’objets étendus par un système optique parfait.- II. Diffraction de (Fresnel) ou diffraction à distance finie.- a) Formules générales.- b) Diffraction par les écrans circulates.- c) Diffraction par les écrans rectangulaires.- C. Polarisation.- I. Polarisation par réflexion.- a) Expériences fondamentales.- b) Interprétation des expériences précédentes.- c) Propagation des ondes électromagnétiques dans un milieu isotrope transparent.- d) Application de la théorie électromagnetique a l’étude de la lumiere réfléchie.- II. Polarisation par double réfraction.- a) Experiences sur la double réfraction.- b) Propagation d’une onde plane dans un milieu anisotrope transparent.- III. Etude de la lumière transmise par une lame cristalline éclairée en faisceau parallèle.- a) Lumière elliptique produite à la traversée d’une lame, mesure de la difference de marche.- b) Analyse d’une vibration lumineuse.- c) Polariseurs et prismes biréfringents.- IV. Interférences en lumière polarisée.- a) Interférences en lumière parallèle monochromatique.- b) Interférences en lumière blanche.- c) Interféromètres à polarisation applicables à l’etude des objets isotropes transparents.- Bibliographie Sommaire.- Optik dünner Schichten.- I. Allgemeine Übersicht über die Optik dünner Schichten und die Stoffauswahl in dem vorliegenden Artikel.- II. Die Grundlagen und die Grundaufgabe der Optik dünner Schichten.- a) Fortpflanzung einer ebenen elektromagnetischen Welle im homogenen, isotropen Medium.- b) Das Gleichungssystem für ebene elektromagnetische Wellen an einem geschichteten Medium.- c) Zwei hintereinandergesetzte Schichtsysteme.- d) Lösung der Grundaufgabe durch Rekursion.- III. Reflexionsfreie Schichtsysteme und linearpolarisierend reflektierende Schichtsysteme.- a) Reflexionsfreiheit bei einer Grenzfläche (Brewster-Zenneck-Fall).- b) Reflexfreiheit und Polarisation bei zwei Grenzflächen.- c) Mehrschichtsysteme aus Nichtleitern mit festgelegter Dicke.- d) Mehrfachschichten aus Nichtleitern ohne festgelegte Schichtdicken.- e) Mehrfachschichten mit Leitern und Nichtleitern.- IV. Steigerung der Reflexion durch dünne Schichten.- a) Nichtleiter.- b) Beteiligung von Leitern.- V. Interferenzfilter.- a) Filter mit Metallschichten.- b) Filter ohne Absorption.- VI. Methoden zur Messung der optischen Konstanten und der Dicke dünner Schichten.- a) Allgemeines.- b) Die Polarisationsmethoden.- c) Die Intensitätsmethoden.- d) Interferenzmethoden.- e) Methoden zur Brechungsindex- und Schichtdickemessung an nicht absorbierenden Schichten.- Literatur.- Schlieren-, Phasenkontrast- und Lichtschnittverfahren.- A. Übersicht.- B. Schlierenverfahren.- I. Geometrisch-optische Betrachtung der Schlieren verfahren.- a) Eindimensionale Kennzeichnung der Ablenkung des Lichtes bei zweidimensionalem Objektfeld.- b) Zweidimensionale Kennzeichnung der Ablenkung bei zweidimensionalem Objektfeld.- c) Zweidimensionale Kennzeichnung und Registrierung der Ablenkung bei eindimensionalem Objektfeld.- d) Eindimensionale Kennzeichnung der Ablenkung bei eindimensionalem Objekt.- II. Zum quantitativen Zusammenhang zwischen Lichtablenkungen und ihren physikalischen Ursachen.- a) Schlüsse von der Lichtablenkung auf Form und Brechungsindex der Objekte.- b) Schlüsse vom Brechungsindex auf Dichte, Konzentration, Druck oder Temperatur.- III. Die Beugungsunschärfe bei Schlierenverfahren und ihre Herabsetzung durch Minimumstrahlkennzeichnung.- a) Beugungserscheinungen bei abbildenden Schlierenverfahren als Meßfehlergrenzen.- b) Die Minimumstrahldefinition und das abbildende Minimumschlierenverfahren.- c) Beugung und Minimummethode bei Schattenschlierenverfahren mit Ortskennzeichnung.- C. Die Beugung am Objekt bei abbildenden Schlieren verfahren und das Phasenkontrastverfahren nach (Zernike).- I. Die Beugung am Objekt und ihre Wirkung auf die Schlieren- und Phasenkontrastbilder einfacher Objektformen.- a) Entwicklung des (Zernike)-Programms aus den Beugungsbetrachtungen der vorhergehenden Abschnitte.- b) Allgemeiner Zusammenhang zwischen Objektfunktionen und Beugungsfunktionen bei eindimensionalen Objekten.- c) Betrachtungen periodischer Objekte zur Einführung.- d) Quantitative Betrachtung der Schlieren- und Phasenkontrastbilder bei unperiodischen Objekten allgemein.- e) Schlieren- und Phasenkontrastverfahren bei einem Objektstreifen konstanter Dicke.- f) Schlieren- und Phasenkontrastverfahren bei zylindrischen Objekten kreisförmigen oder elliptischen Querschnitts.- g) Modifikation der Erscheinungen durch endliche Breite und Kreisform des Lichtquellenspaltes.- h) Zusammenfassung zum Teil C I.- II. Ausführungsformen der Phasenkontrastgeräte; variabler und farbiger Phasenkontrast.- a) (Zernike)s Grundform und durch geometrisch-optische Maßnahmen variierte Ausführungsformen.- b) Variabler Phasenkontrast für optimale Beobachtung und Messungen am Objekt.- c) Farbige Phasenkontrastverfahren.- d) Farbige Phasenkontrastverfahren, die zugleich Farbschlieren verfahren sind.- D. Das Lichtschnittverfahren.- a) Lichtschnittgeräte.- b) Zur Auswertung der Lichtschnittkurven.- E. Vergleich der Schlieren- und Phasenkontrastverfahren mit den abbildenden Interferenzverfahren.- a) Interferenzverfahren erster, zweiter und dritter Art.- b) Vorteile des Phasenkontrastverfahrens gegenüber den Interferenzverfahren.- Literatur.- Sachverzeichnis (Deutsch-Englisch).- Subject Index (English-German).- Table des Matières (Français).