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Photonen: Eine Einführung in die Quantenoptik: Teubner Studienbücher Physik

Autor Harry Paul
de Limba Germană Paperback – 1999
Die ganzen 50 Jahre bewußter Grübelei haben mich der Antwort der Fra­ ge »Was sind Lichtquanten" nicht näher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er täuscht sich ... ALBERT EINSTEIN (in einem Brief an M. BESSO vom Jahre 1951) Erfahrungsgemäß fällt es uns nicht leicht, uns von der aus unmittelbarem Erleben geborenen Vorstellung zu trennen, daß ein jedes Ding bestimmte, über längere Zeiten unveränderliche Eigenschaften besitzt, die einander nicht widersprechen. Bekanntlich wurde dieses scheinbar so fest gefügte Weltbild nachhaltig durch die Quantenmechanik erschüttert, die aufzeigte, daß je­ denfalls im Mikrokosmos eine Einordnung der Dinge in säuberlich getrennte Schubfächer nicht möglich ist. Sie lehrt uns, daß die elementaren Objekt- und dazu zählt auch das Licht - eine verblüffende Gabe der Verwandlung besitzen: Einmal erscheinen sie uns als Welle und einmal als Teilchen. Heutzutage ist die Optik wie keine andere Disziplin dazu geeignet, uns diesen Dualismus unmittelbar, und dazu noch im Wortsinn, vor Augen zu führen.
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Din seria Teubner Studienbücher Physik

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Specificații

ISBN-13: 9783519132226
ISBN-10: 3519132222
Pagini: 277
Ilustrații: 277 S. 25 Abb. Mit 35 Bildern und2 Tabellen.
Dimensiuni: 140 x 216 x 19 mm
Greutate: 0.33 kg
Ediția:2., durchgesehene Aufl. 1995
Editura: Vieweg+Teubner Verlag
Colecția Vieweg+Teubner Verlag
Seria Teubner Studienbücher Physik

Locul publicării:Wiesbaden, Germany

Public țintă

Upper undergraduate

Cuprins

1 Einleitung.- 2 Historische Meilensteine.- 2.1 Lichtwellen à la Huygens.- 2.2 Newtons Lichtteilchen.- 2.3 Der Youngsche Interferenzversuch.- 2.4 Die Einsteinsche Lichtquantenhypothese.- 3 Grundzüge der klassischen Beschreibung des Lichts.- 3.1 Das elektromagnetische Feld und seine Energie.- 3.2 Intensität und Interferenz.- 3.3 Ausstrahlung.- 3.4 Spektrale Zerlegung.- 4 Quantenmechanische Aussagen über das Licht.- 4.1 Quantenmechanische Unschärfe.- 4.2 Quantelung der elektromagnetischen Energie.- 4.3 Fluktuationen der elektrischen Feldstärke.- 4.4 Kohärente Zustände des Strahlungsfeldes.- 5 Optische Detektoren.- 5.1 Lichtabsorption.- 5.2 Photoelektrischer Nachweis von Licht.- 5.3 Photoeffekt und Quantennatur des Lichts.- 6 Spontane Emission.- 6.1 Korpuskulare Züge der Ausstrahlung.- 6.2 Der Wellenaspekt.- 6.3 Paradoxien des Emissionsvorgangs.- 6.4 Komplementarität.- 6.5 Quantenmechanische Beschreibung.- 6.6 Quantenhafte Schwebungen.- 6.7 Parametrische Fluoreszenz.- 6.8 Photonen „in Reinkultur“.- 6.9 Eigenschaften von Photonen.- 7 Interferenz.- 7.1 Strahlteilung.- 7.2 Interferenz des Photons mit sich selbst.- 7.3 Verzögerte Entscheidung.- 7.4 Interferenz zwischen unabhängigen Photonen.- 7.5 Welcher Weg?.- 7.6 Intensitätskorrelationen.- 7.7 Verformung von Photonen.- 8 Photonenstatistik.- 8.1 Messung von Sterndurchmessern.- 8.2 „Anhäufelung“ von Photonen.- 8.3 Zufällige Photonenverteilung.- 8.4 Abstand haltende Photonen.- 9 Gequetschtes Licht.- 9.1 Quadraturkomponenten des Feldes.- 9.2 Erzeugung.- 9.3 Homodyn-Nachweis.- 10 Messung von Verteilungsfunktionen.- 10.1 Die Quantenphase des Lichts.- 10.2 Realistische Phasenmessung.- 10.3 Rekonstruktion des Zustandes aus Meßdaten.- 11 Ein optisches Einstein-Podolsky-Rosen-Experiment.- 11.1 DieZwei-Photonen-Kaskade.- 11.2 Das Paradoxon von Einstein, Podolsky und Rosen.- 11.3 Theorien mit verborgenen Parametern.- 11.4 Experimentelle Ergebnisse.- 11.5 Informationsübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit?.- 12 Quanten-Kryptographie.- 12.1 Kryptographische Grundprinzipien.- 12.2 Abhörsicherheit und Quantentheorie.- 13 Resümee: Was wissen wir vom Photon?.- A Anhang. Formale Beschreibung.- A.1 Quantisierung eines Ein-Moden-Feldes.- A.2 Einführung und Eigenschaften der kohärenten Zustände.- A.3 Die Weisskopf-Wigner-Lösung für die spontane Emission.- A.4 Theorie der Strahlteilung und optischen Mischung.- A.5 Quantentheorie der Interferenz.- A.6 Theorie des abgeglichenen Homodyn-Nachweises.

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Einer der faszinierenden Züge der Optik besteht darin, daß sie uns den quantenmechanischen Welle-Teilchen-Dualismus unmittelbar vor Augen führt. Deshalb stoßen die modernen Entwicklungen in der Quantenoptik, welche wesentlich die Aufdeckung nichtklassischer Eigenschaften des Lichtes zum Gegenstand haben, auf besonderes Interesse. - Dieses einführende Lehrbuch will Studenten der Physik, die über Grundkenntnisse der Quantentheorie verfügen, die Forschungsergebnisse der Quantenoptik nahebringen, wobei das Schwergewicht auf einer verbalen Darstellung der Zusammenhänge liegt.