Harry Paul

Photonen (eBook, PDF)

Eine Einführung in die Quantenoptik

• Format: PDF

Produktbeschreibung

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.

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Produktdetails

• Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
• Seitenzahl: 277
• Erscheinungstermin: 9. März 2013
• Deutsch
• ISBN-13: 9783322906816
• Artikelnr.: 53203825

Autorenporträt

Harry Paul ist Vice President bei Ken Blanchard Companies.

Inhaltsangabe

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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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.
5.2.1 Messung der mittleren Intensität.
5.2.2 Nachweis von Schwebungen.
5.2.3 Messung von Intensitätskorrelationen.
5.2.4 Registrierung der Ankunftszeit einzelner Photonen.
5.2.5 Photonenzählung.
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 vonVerteilungsfunktionen.
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 Die Zwei
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.