Theoretische Optik - Institut für Theoretische Physik

1 Elektromagnetische FelderDie Optik befasst sich im Wesentlichen mit der Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit Materiein einem bestimmten Energiebereich. Wir untersuchen hier neben dem sichtbaren Licht mit Energienvon 2 – 4 eV auch den infraroten und ultravioletten Spektralbereich und betrachten Materie in Form vonfreien oder gebundenen Atomen, also Festkörper, Flüssigkeiten und Gase. Bei einer Energieänderung∆E sind Kreisfrequenzen um ω = ∆E¯h und Schwingungsdauern T = 2π ω = h∆E betroffen. Wirinteressieren uns nur für Prozesse mit Beobachtungsdauern t ≫ T , d.h. ohne Berücksichtigung vonEinschwingvorgängen. Dann kann die quantenmechanische Goldene Regel für optische Übergänge angewandtwerden. Außerdem muss die Wellenlänge λ = cT =hc groß sein gegenüber der Ausdehnung∆Eeines Atoms, um eine einfache Kopplung zwischen Atomen und der elektromagnetischen Strahlunganzusetzen.Zudem werden die geometrische Optik, die Beugung und die Interferenz vom Verhältnis derWellenlänge zu den begrenzenden Gerätedimensionen bestimmt.