Dieter Meschede - Böcker

This edition contains carefully selected contributions by leading scientists in high-resolution laser spectroscopy, quantum optics and laser physics. Emphasis is given to ultrafast laser phenomena, implementations of frequency combs, precision spectroscopy and high resolution metrology. Furthermore, applications of the fundamentals of quantum mechanics are widely covered. This book is dedicated to Nobel prize winner Theodor W. Hänsch on the occasion of his 75th birthday. The contributions are reprinted from a topical collection published in Applied Physics B, 2016.Selected contributions are available open access under a CC BY 4.0 license via link.springer.com. Please see the copyright page for further details.

This edition contains carefully selected contributions by leading scientists in high-resolution laser spectroscopy, quantum optics and laser physics.

Starting from the concepts of classical optics, Optics, Light and Lasers introduces in detail the phenomena of linear and nonlinear light matter interaction, the properties of modern laser sources, and the concepts of quantum optics. Several examples taken from the scope of modern research are provided to emphasize the relevance of optics in current developments within science and technology. The text has been written for newcomers to the topic and benefits from the author's ability to explain difficult sequences and effects in a straightforward and easily comprehensible way. To this second, completely updated and enlarged edition, new chapters on quantum optics, quantum information, matter waves, photonic fibres and materials have been added, as well as more than 100 problems on laser physics and applied optics.

This new, updated and enlarged edition of the successful and exceptionally well-structured textbook features new chapters on such hot topics as optical angular momentum, microscopy beyond the resolution limit, metamaterials, femtocombs, and quantum cascade lasers. It provides comprehensive and coherent coverage of fundamental optics, laser physics, and important modern applications, while equally including some traditional aspects for the first time, such as the Collins integral or solid immersion lenses. Written for newcomers to the topic who will benefit from the author's ability to explain difficult theories and effects in a straightforward and readily comprehensible way.

Hervorgegangen aus des Verfassers langjähriger Erfahrung mit der Praktikumsbetreuung führt dieses Buch schnell, überschaubar und genau all die Begriffe und Techniken ein, die bei der Versuchsauswertung gebraucht werden und eine Bewertung des Ergebnisses ermöglichen. Taschenrechnerprogramme, graphische Methoden und viele gelöste und ungelöste Beispiele machen das Buch zu einem unentbehrlichen Begleiter in Studium und Examensarbeit.

Laser physics has always been driven by a genuinely scientific quest to extend existing limits, limits of physical knowledge and limits of physical methods. Enhancing precision, sensitivity, and resolution has been an essential topic of this evolution. Experiments and concepts of laser physics have also earned a central place in modern physics. More than 100 years after the invention of quantum physics, subtleties of light-matter interaction can be beautifully illustrated through the application of lasers, an invaluable highlight of our current presentation of modern microscopic physics. The scientific advancement of physics is impossible without the ingenuity of experimenters and of theoreticians. Among those, Theodor Hänsch has oc­ cupied a commanding position for many decades now, contributing numerous original and fundamental contributions to the field of laser physics. This vol­ urne was thus initiated on the occasion of his 60th birthday. It demonstrates the influence of his scientific activities at present and during the recent past. Current developments in fields such as atomic elocks, precision measurements of fundamental constants, nonlinear optical effects, Bose-Einstein condensa­ tion, and atomic quantum engineering underline the virtue of concepts and results derived in his laboratories.

Laser physics has always been driven by a genuinely scientific quest to extend existing limits, limits of physical knowledge and limits of physical methods. Enhancing precision, sensitivity, and resolution has been an essential topic of this evolution. Experiments and concepts of laser physics have also earned a central place in modern physics. More than 100 years after the invention of quantum physics, subtleties of light-matter interaction can be beautifully illustrated through the application of lasers, an invaluable highlight of our current presentation of modern microscopic physics. The scientific advancement of physics is impossible without the ingenuity of experimenters and of theoreticians. Among those, Theodor Hänsch has oc­ cupied a commanding position for many decades now, contributing numerous original and fundamental contributions to the field of laser physics. This vol­ urne was thus initiated on the occasion of his 60th birthday. It demonstrates the influence of his scientific activities at present and during the recent past. Current developments in fields such as atomic elocks, precision measurements of fundamental constants, nonlinear optical effects, Bose-Einstein condensa­ tion, and atomic quantum engineering underline the virtue of concepts and results derived in his laboratories.

Diese Einführung stellt die Konzepte der klassischen Optik für Physiker, andere Naturwissenschaftler und Ingenieure vor. Sie behandelt die Eigenschaften von Laser-Lichtquellen im Detail und schreitet bis zu optischen Detektoren und der nichtlinearen Optik voran. Ebenso beleuchtet wird die Verknüpfung traditioneller Themen mit ausgewählten Fällen moderner Forschungsarbeiten, um Begeisterung für neuere wissenschaftliche und technische Herausforderungen der Optik zu wecken.

Auf mehr als 1000 Seiten findet man von der Kinematik des Massenpunktes über die Quantenchromodynamik, die Fullerene, die Halbleiterlaser, die Hochtemperatur-Supraleiter bis hin zum Chaos im Kochtopf praktisch alles, was Physik heute ausmacht.... In diesem sehr weit gespannten Bogen nimmt der Gerthsen den Platz eines echten, ja eigentlich des einzigen Kompendiums der Physik ein. Kein Physiker kommt heute noch ohne dieses Werk aus. (Physikalische Blätter)Für die Studierenden der Physik im Haupt- und Nebenfach ist der Gerthsen ein unverzichtbarer und kompetenter Begleiter durch das gesamte Studium, das jetzt in der Neuauflage noch preisgünstiger zu erwerben ist. Nahezu alle Studierenden beginnen mit dem Klassiker Gerthsen. Sämtliche Gebiete der Physik werden ausführlich und gut verständlich dargestellt. Das Buch stellt alle klassischen Themen vor - Mechanik, Wärmelehre, Elektrodynamik, Optik. Darauf aufbauende Themen der klassischen Physik wie die Nichtlineare Dynamik und die Relativitätstheorie sind in logischer Reihenfolge integriert. Nach einem Kapitel über Teilchen und Wellen zur Einführung in die mikroskopische Physik werden die Konsequenzen für Atome, Moleküle, Laser, feste Körper und subatomare Teilchen vorgestellt. Über 1000 durchgerechnete Übungen und Beispiele vertiefen den Stoff und erweitern das Wissenspektrum. Der Gerthsen ist ein sehr dynamisches Lehrbuch und reflektiert die Weiterentwicklung der Physik durch einbeziehen modernster Themen der Physik und durch eine ständig aktualisierte Homepage www.gerthsen.de, auf der zahlreiches ergänzendes Material und zu allen wichtigen Themen interaktive Animationen und Experimente zu finden sind. Die neue Auflage wurde komplett neu bearbeitet, neu gestaltete Kapitel zur Mechanik geben eine moderne Einführung in diese zentralen Themengebiete. Das neue Layout und die neue Gliederung der Kapitel und Aufgaben schaffen eine gute Übersicht und unterstützen die schnelle Einarbeitung. Alle über das Bachelor-Studium hinausführenden Abschnitte sind jetzt besonders gekennzeichnet.

Gerthsen Physik will auch in Zukunft Studierenden wie Profis der Natur- und Ingenieurwissenschaften als umfassendes Lern-, Lehr- und Nachschlagewerk dienen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, haben zehn Autoren als Kenner ihrer Arbeitsgebiete für eine Rundumerneuerung gesorgt, die den Bogen von den elementaren Kenntnissen bis hin zu zeitgenössischer Forschung spannt – im „Gerthsen-Stil“ und alles in einem Buch!Unsere Darstellung legt großen Wert darauf, physikalische Phänomene und deren Interpretation ins Zentrum zu stellen:Der Gerthsen stellt die ganze Physik bewusst in nur einem Buch dar, indem er sich auf die zentralen Themen konzentriert. Vertiefungen machen auf wichtige weiterführende und herausfordernde Themen aufmerksam.Explizite Darstellungen von Schlüsselexperimenten zeigen, woher wir unsere Kenntnis über physikalische Phänomene beziehen.Die Mathematik, ohne Zweifel die Sprache der Physik, wird in Skizzen so weit vorgestellt, dass der Ursprung auch anspruchsvoller Modelle physikalischer Phänomene nachvollzogen werden kann.Am Ende jeden Kapitels sind die wichtigsten physikalischen Konzepte kurz zusammengefasst.Ausgewählte Übungsaufgaben vermitteln einen Eindruck davon, welche Fragestellungen konzeptioneller oder angewandter Art mit den Inhalten des jeweiligen Kapitels behandelt werden können.Der Gerthsen rekapituliert zur Hälfte die klassische Physik – Mechanik, Wärmelehre und Elektrodynamik – aus heutiger Sicht. Er schließt mit dem Kapitel über Relativitätstheorie und vergisst nicht, die Gravitationswellen zu behandeln, das erst zehn Jahre alte neue Beobachtungsfenster in die Physik dynamischer gekrümmter Raumzeiten. Die andere Hälfte führt tief hinein in die mikroskopische Physik: zunächst die Welt der Quanten, Atome, Moleküle, des Lichtes und der Festkörper. Sie beschließt die Reise durch die Physik mit dem Kapitel über Teilchenphysik – dem, was die Welt im physikalischen Innersten zusammenhält.