Lehrveranstaltungshandbuch WIB
Wellenoptik, Interferenz, Beugung
PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: WIB
Version: 1 | Letzte Änderung: 05.10.2019 17:07 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben
| Langname | Wellenoptik, Interferenz, Beugung |
|---|---|
| Anerkennende LModule | WIB_BaET |
| Verantwortlich |
Prof. Dr. Michael Gartz
Professor Fakultät IME |
| Gültig ab | Sommersemester 2022 |
| Niveau | Bachelor |
| Semester im Jahr | Sommersemester |
| Dauer | Semester |
| Stunden im Selbststudium | 78 |
| ECTS | 5 |
| Dozenten |
Prof. Dr. Michael Gartz
Professor Fakultät IME |
| Voraussetzungen | Komplexe Zahlen Mathematik 1 und 2 Physik, allgemeine Wellenlehre |
| Unterrichtssprache | deutsch |
| separate Abschlussprüfung | Ja |
Literatur
| Pedrotti, Pedrotti, Bausch, Schmidt: Optik für Ingenieure. Grundlagen (Springer) |
| Hecht: Optik (Oldenbourg) |
| Bergmann, Schaefer, Bd.3, Optik, de Gruyter |
| Max Born und Emil Wolf, Principles of Optics, Cambridge University Press |
| Saleh, Teich, Grundlagen der Photonik, Wiley-VCH |
Abschlussprüfung
| Details |
Klausuren mit differenzierten Aufgabentypen der Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren und Synthetisieren. D.h., in den Aufgaben müssen die Begriffe wie Kohärenz, Interferenz, Beugung und Polarisation verstanden und angewendet werden. Die optischen Begriffen, wie z.B. Harmonische-, Ebene-, und Kugelwellen, sowie das Modell der elektromagnetischen Wellen müssen zur Lösung von zu analysierenden optischen Fragestellungen verstanden und angewendet werden. Verstandene und erinnerte Formeln und optische Prinzipien müssen zur Lösung neuer Aufgabentypen kombiniert und umgestellt werden. |
|---|---|
| Mindeststandard | 50 % der Klausuraufgaben der verschiedenen Taxonomiestufen korrekt bearbeitet |
| Prüfungstyp | Klausur |
Lernziele
| Zieltyp | Beschreibung |
|---|---|
| Kenntnisse | Etwas Optik Geschichte Licht in der Wellenoptikbeschreibung Abgrenzung der Wellenoptik zur Geometrischen Optik Wellengleichung mathematische Definition einer Welle Elektrische Feldstärke Magnetische Feldstärke Mathematische Beschreibung der Wellen Harmonische Welle Definition der Intensität |
| Kenntnisse | Interferenz von Wellen Superpositionsprinzip = lineares System Zweistrahlinterferenz: mathematische Beschreibung Michelson-Interferometer Youngscher Doppelspalt Versuch Mach-Zehnder Interferometer Interferenz an dünnen Schichten |
| Kenntnisse | Kohärenz Definition Kohärenz Zeitliche Kohärenz / spektrale Verteilung Räumliche Kohärenz / geometrische Ausdehnung Kohärenzvolumen |
| Kenntnisse | Beugung Elementarwellen Huygensches Prinzip Fraunhofer- Beugung Beugung am Spalt Beugung an der Kreisblende Beugung am Gitter Beugung an der Zonenplatte Auflösungsvermögen optischer Instrumente Rayleigh Kriterium Fraunhofer-Beugung als Fourier Transformation Transmissionsfunktion des Spalts Fresnel-Beugung Beugungsregime Fresnel-Beugungsbilder Fresnel Zonen Fresnelsche Zonenplatte Beugung am Spalt Babinetsches Prinzip |
| Kenntnisse | Polarisation Erzeugung von polarisiertem Licht Brewster Winkel Dichroismus Doppelbrechung Reflektion Streuung linear-, zirkulare-, elliptische Polarisation Darstellung von Polarisationszustände als Überlagerung zweier linear polarisierter Wellen mathematische Berschreibung der Polarisation Jones-Vektoren Jones-Matrizen Polarisations aktive otische Komponenten |
| Fertigkeiten | Berechnen von Feldstärke und Intensität bei Zweistrahlinterferenz Kohärenzlänge Kohärenzzeit spektraler Breite einer Lichtquelle Kontrast Gangunterschied und Phasendifferenz |
| Fertigkeiten | definieren von Wellenfunktionen komplexen Wellenfunktionen |
| Fertigkeiten | erzeugen eines harmonischen Gitters von polarisiertem Licht |
| Fertigkeiten | Bestimmen von Polarisationszuständen Farblängsfehler einer Zonenplatte |
| Fertigkeiten | erkennen / benennen der Interferenzerscheinungen bei polarisiertem Licht des Astigmatismus einer Zonenplatte |
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Vorlesung | 2 |
| Übungen (ganzer Kurs) | 1 |
| Übungen (geteilter Kurs) | 0 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Voraussetzungen
|
keine |
| Begleitmaterial | Vortragsfolien zur Vorlesung als pdf-Files, Übungsaufgaben als downloadbare Datei |
|---|---|
| Separate Prüfung | Nein |
Lernziele
| Zieltyp | Beschreibung |
|---|---|
| Fertigkeiten | optische Aufbauten justieren |
| Fertigkeiten | Messreihen aufnehmen und dokumentieren |
| Fertigkeiten | Diagramme erstellen |
| Fertigkeiten | Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen |
| Fertigkeiten | Zusammenhänge erkennen und verstehen |
| Fertigkeiten | Fehlerrechnung durchführen |
| Fertigkeiten | grundlegende optische Aufbauten selber realisieren, aufbauen, justieren und eine Funktionsprüfung durchführen |
| Fertigkeiten | naturwissenschaftlich / technische Gesetzmäßigkeiten mit einem optischen Aufbau erforschen Messreihen planen Fehlereinflüsse abschätzen Tauglichkeit des Aufbaus überprüfen |
| Fertigkeiten | selbst gewonnenen Messreihen auswerten Messwerte graphisch darstellen Implizite Größen aus Messwerten math. korrekt berechnen logische Fehler entdecken und bennen Messwerte mittels vorgegebener Formeln simulieren |
| Fertigkeiten | einen nachvollziehbaren Bericht verfassen Aufgabenstellung beschreiben Lösungsansatz darlegen Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren\n |
| Fertigkeiten | Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten Organisieren in Teilaufgaben, Messergebnisse präsentieren und kritisch diskutieren |
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Praktikum | 1 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Voraussetzungen
|
keine |
| Begleitmaterial | Schriftliche Anleitungen zu den Versuchen als pdf-Dokumente |
|---|---|
| Separate Prüfung | Nein |
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME
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