2 %\documentclass[landscape,semhelv,draft]{seminar}
3 \documentclass[landscape,semhelv]{seminar}
6 \usepackage[greek,german]{babel}
7 \usepackage[latin1]{inputenc}
8 \usepackage[T1]{fontenc}
14 \usepackage{calc} % Simple computations with LaTeX variables
15 \usepackage{caption} % Improved captions
16 \usepackage{fancybox} % To have several backgrounds
18 \usepackage{fancyhdr} % Headers and footers definitions
19 \usepackage{fancyvrb} % Fancy verbatim environments
20 \usepackage{pstricks} % PSTricks with the standard color package
34 \graphicspath{{./img/}}
38 \usepackage[setpagesize=false]{hyperref}
44 \usepackage{semlayer} % Seminar overlays
45 \usepackage{slidesec} % Seminar sections and list of slides
47 \input{seminar.bug} % Official bugs corrections
48 \input{seminar.bg2} % Unofficial bugs corrections
50 % what does this affect?
56 %\usepackage{cmbright}
57 %\renewcommand{\familydefault}{\sfdefault}
58 %\usepackage{mathptmx}
62 %\newrgbcolor{hred}{0.9 0.13 0.13}
63 %\newrgbcolor{hblue}{0.13 0.13 0.9}
64 \newrgbcolor{hred}{1.0 0.0 0.0}
65 \newrgbcolor{hblue}{0.0 0.0 1.0}
69 \extraslideheight{10in}
74 % specify width and height
79 \def\slidetopmargin{-0.15cm}
81 \newcommand{\ham}{\mathcal{H}}
82 \newcommand{\pot}{\mathcal{V}}
83 \newcommand{\foo}{\mathcal{U}}
84 \newcommand{\vir}{\mathcal{W}}
87 \renewcommand\labelitemii{{\color{gray}$\bullet$}}
90 \renewcommand{\phi}{\varphi}
93 \newcommand{\RM}[1]{\MakeUppercase{\romannumeral #1{}}}
96 \newrgbcolor{si-yellow}{.6 .6 0}
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98 \newrgbcolor{lbb}{0.75 0.8 0.88}
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100 \newrgbcolor{lachs}{1.0 .93 .81}
103 \newcommand{\headphd}{
104 \begin{pspicture}(0,0)(0,0)
105 \rput(6.0,0.2){\psframebox[fillstyle=gradient,gradbegin=hb,gradend=white,gradlines=1000,gradmidpoint=1,linestyle=none]{
106 \begin{minipage}{14cm}
113 \newcommand{\headbg}{
114 \begin{picture}(0,0)(0,100)
115 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{head.eps}
120 \newcommand{\si}{Si$_{\text{i}}${}}
121 \newcommand{\ci}{C$_{\text{i}}${}}
122 \newcommand{\cs}{C$_{\text{sub}}${}}
123 \newcommand{\degc}[1]{\unit[#1]{$^{\circ}$C}{}}
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125 \newcommand{\dista}[1]{\unit[#1]{\AA}{}}
126 \newcommand{\perc}[1]{\unit[#1]{\%}{}}
129 \newcommand{\op}[1]{\widehat{\rm #1}}
130 \newcommand{\latepp}{{\textsc{latepp}}}
131 \newcommand{\abinit}{{\textsc{abinit}}}
132 \newcommand{\ai}{{{\em ab initio}}}
133 \newcommand{\vc}[1]{{\bm{#1}}}
134 \newcommand{\mode}[1]{{\bf #1}}
135 \newcommand{\vloc}{{V_{\text{L}}}}
136 \newcommand{\vnl}{{V_{\text{NL}}}}
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138 \newcommand{\vso}{{V_{\text{SO}}}}
139 \newcommand{\voso}{{\op{V}_{\text{SO}}}}
140 \newcommand{\ekin}{{-\frac{\nabla^2}{2}}}
141 \newcommand{\pikr}{{\Psi_{i,\vc{k}}}}
142 \newcommand{\bra}[1]{\langle #1 |}
143 \newcommand{\ket}[1]{| #1 \rangle}
144 \newcommand{\braket}[2]{\langle #1 | #2 \rangle}
145 \newcommand{\chilmkb}{{\chi_{lm}^{\text{KB}}}}
146 \newcommand{\elkb}{{E_l^{\text{KB}}}}
147 \newcommand{\vnlkb}{{V_{\text{NL}}^{\text{KB}}}}
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149 \newcommand{\ulkb}{{u_l^{\text{KB}}}}
150 \newcommand{\ran}{{\left| \vc{r}-\vc{\tau}_{\alpha,n}\right|}}
151 \newcommand{\ranv}{{\vc{r}-\vc{\tau}_{\alpha,n}}}
152 \newcommand{\su}{{\uparrow}}
153 \newcommand{\sd}{{\downarrow}}
154 \newcommand{\vlso}{{V_l^{\text{SO}}}}
155 \newcommand{\chilmso}{{\chi_{lm}^{\text{SO}}}}
156 \newcommand{\elso}{{E_l^{\text{SO}}}}
159 \everymath{\displaystyle}
161 % no vertical centering
173 A B C D E F G H G F E D C B A
189 Erscheinungsformen des Lichts\\
191 "Uber Wellen und Teilchen
198 \begin{pspicture}(0,0)(0,0)
199 \psframe*[fillcolor=blue,linecolor=blue,opacity=0.09](0.20,-0.25)(3.80,-0.75)
200 \psframe*[fillcolor=blue,linecolor=blue,opacity=0.09](-5.35,-1.15)(2.00,-1.65)
201 \psframe*[fillcolor=blue,linecolor=blue,opacity=0.09](-5.45,-2.95)(-0.05,-3.40)
202 \psframe*[fillcolor=blue,linecolor=blue,opacity=0.09](2.65,-2.95)(4.40,-3.40)
203 \psframe*[fillcolor=blue,linecolor=blue,opacity=0.09](-6.40,-3.40)(-1.85,-3.90)
208 Es soll der Versuch unternommen werden, die Eigenschaften des Lichts --- zunutze gemacht und in Szene gesetzt in den Kunstwerken der diesj"ahrigen Kunstnacht --- anhand einiger bedeutender naturwissenschaftlicher Entdeckungen aufzuzeigen.
210 Es wird sich rausstellen, da\ss{} Licht ganz unterschiedlich in Erscheinung tritt.
212 Je weiter das Ph"anomen Licht in seiner Chronologie verstanden wird und dessen Eigenschaften beschrieben, ja sogar quantitativ berechnet werden k"onnen,
214 desto beeindruckender erscheint die Existenz dieser unterschiedlichen Erscheinungsformen, deren Erkenntnis wegweisend f"ur die modernen Naturwissenschaften und den technischen Fortschritt heute sind.
220 \begin{minipage}{0.49\textwidth}
223 \textsc{F. Zirkelbach}\\[10pt]
224 Die lange Nacht des Lichts\\
225 Augsburg, 20. Juni 2015
227 \begin{minipage}{0.49\textwidth}
229 \includegraphics[height=2cm]{03_text_02_cup_02_oframe.eps}
238 \begin{minipage}{\textwidth}
239 \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
241 \underline{Empedokles}\\[0.1cm]
242 \includegraphics[width=\textwidth]{empedocles.eps}\\
243 {\footnotesize 5. Jhd. v. Chr.}
245 \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
248 \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
250 {\bf Vier-Elemente-Lehre}\\
251 - naturphilosophische Weltdeutung durch vier Elemente (G"otter)\\
252 - bisher: Eigenarten entsprechen heutigen Aggregatzust"anden\\
255 \item Elemnet als ewig existierende unver"anderliche Grundsubstanz
256 \item Mischung $\rightarrow$ Vielfalt der Stoffe (Periodensystem der Elemente)
258 {\bf Emissions-Theorie}\\
259 - Aphrodite entz"undet Feur im Auge
260 $\rightarrow$ Strahlen aus Auge treffen Objekte\\
262 $\rightarrow$ Interaktion mit Strahlen anderer Quellen
264 \end{minipage}\\[1.8cm]
265 \begin{minipage}{\textwidth}
266 \begin{minipage}[b]{0.2\textwidth}
268 \underline{Euklid}\\[0.1cm]
269 \includegraphics[width=\textwidth]{euclid.eps}\\
270 {\footnotesize 4. Jhd. v. Chr.}
272 \begin{minipage}[b]{0.03\textwidth}
275 \begin{minipage}[b]{0.75\textwidth}
278 - erstes umfassendes logisch koh"arentes Werk\\
279 - axiomatischer Aufbau\\
280 - streng deduktive Ableitung von Theoremen\\
281 - heute: euklidische Geometrie, nicht-euklidische seit 19. Jhd. \\
282 - u.a. definiert: Punkt, Gerade, Ebene, Winkel, parallel ...\\[0.2cm]
283 {\bf \underline{Optik}\\
284 Erste "uberlieferte Abhandlung "uber die Geometrie des Sehens}
289 % evtl noch aristoteles und descartes
293 \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
295 \underline{Sir Isaac Newton}\\[0.1cm]
296 \includegraphics[width=\textwidth]{newton.eps}\\
297 {\footnotesize 1642--1726}
299 \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
302 \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
304 {\bf Philosophiae Naturalis Principia Mathematica}\\
305 Fundament der {\em klassischen Mechanik}
307 \vec{F}=m\vec{a}\textrm{ , }\quad
308 \vec{a}=\frac{d}{dt}\vec{v}=\frac{d^2}{dt^2}\vec{r}
309 \textrm{ , }\quad\textrm{Newton'sche Bewegungsgleichungen}
311 \begin{minipage}{0.35\textwidth}
312 \includegraphics[height=2.6cm]{car.eps}
314 \begin{minipage}{0.20\textwidth}
316 $\longleftrightarrow$
318 \begin{minipage}{0.39\textwidth}
321 ${\bf r}(t)$ Diagramm\\
322 \includegraphics[height=2.3cm]{v.eps}
324 \end{minipage}\\[1.0cm]
325 {\bf Opticks} (1704)\\
326 Korpuskeltheorie des Lichts\\[0.4cm]
327 \begin{minipage}{0.33\textwidth}
328 \includegraphics[height=2.5cm]{newton_licht_01.eps}\\
331 Geradlinige Ausbreitung ${\color{green} \surd}$
333 \begin{minipage}{0.33\textwidth}
334 \includegraphics[height=2.5cm]{newton_licht_02.eps}\\
337 Reflexion ${\color{green} \surd}$
339 \begin{picture}(0,0)(0,-30)
340 \begin{minipage}{4cm}
341 \includegraphics[width=0.8\textwidth]{newton_licht_03.eps}\\
342 %\includegraphics[width=0.9\textwidth]{prism.eps}\\
345 Brechung / Dispersion: {\color{red}falsch}
348 \begin{picture}(0,0)(15,15)
349 \includegraphics[width=2.0cm]{prism.eps}\\
354 % ursprung evtl in Atomismus: teilchen und leerer raum (atoms and void)
355 % Alternative zur Relativitaetstheorie weil vertraeglich mit Rel-Prinzip
356 % aber: Widerspruch da Ausbreitungs-V dann abhg von Bewegung Lichtquelle
357 % im streit mit huygens
358 % particle theory -> laplace: massive body, light cant excape from
364 %{\bf Wellentheorie des Lichts}\\
365 \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
367 \underline{Christiaan Huygens}\\[0.1cm]
368 \includegraphics[width=\textwidth]{huygens.eps}\\
369 {\footnotesize 1629--1695}
371 \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
374 \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
376 {\bf Huygenssches Prinzip}\\
377 (Lichtausbreitung analog zu Wasserwellen)\\[0.15cm]
378 \begin{minipage}{0.54\textwidth}
379 Jeder Punkt der Wellenfront ist\\
380 Ausgangspunkt einer kugelf"ormigen\\
381 Elementarwelle\\[0.2cm]
382 Superposition ("Uberlagerung) aller\\
383 Elementarwellen $\rightarrow$ neue Wellenfront\\[0.2cm]
384 Elementarwellen wirken nur in\\
385 Ausbreitungsrichtung (unbegr"undet!)\\
388 \frac{\sin({\color{red}\alpha})}{\sin({\color{blue}\beta})}=
389 \frac{{\color{red}c_1}}{{\color{blue}c_2}}
393 \begin{minipage}{0.45\textwidth}
395 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{reflexion_brechung.eps}
397 \end{minipage}\\[0.2cm]
398 \begin{minipage}[b]{0.2\textwidth}
400 \underline{Thomas Young}\\[0.1cm]
401 \includegraphics[width=\textwidth]{young.eps}\\
402 {\footnotesize 1773--1829}
404 \begin{minipage}[b]{0.03\textwidth}
407 \begin{minipage}[b]{0.75\textwidth}
409 {\bf Doppelspaltexperiment}\\
410 Best"atigung und Durchsetzung der \underline{Wellentheorie des Lichts}\\
411 \begin{picture}(0,0)(0,90)
412 \includegraphics[width=4.5cm]{double_slit_setup.eps}
414 \begin{picture}(0,0)(-130,90)
415 \includegraphics[width=4.5cm]{water.eps}
417 \begin{picture}(0,0)(-170,40)
418 \includegraphics[width=3.3cm]{young_diff_orig.eps}
420 \begin{picture}(0,0)(-85,13)
421 \includegraphics[width=2.8cm]{double_slit_res.eps}
427 % first: hooke (transverse waves idea) - dispute with newton
428 % fresnel - own wave theory, polarization
429 % weakness: medium for transmission ... now maxwell!
433 {\bf Licht als elektromagnetische Welle}\\
439 {\bf Welle-Teilchen-Dualismus}\\
440 Max Planck und Albert Einstein\\
445 {\bf Nicht nur Licht: Ursprung der modernen Quentenphysik}