general_talks/light_talk.tex

   1 \pdfoutput=0
   2 %\documentclass[landscape,semhelv,draft]{seminar}
   3 \documentclass[landscape,semhelv]{seminar}
   4
   5 \usepackage{verbatim}
   6 \usepackage[greek,german]{babel}
   7 \usepackage[latin1]{inputenc}
   8 \usepackage[T1]{fontenc}
   9 \usepackage{amsmath}
  10 \usepackage{stmaryrd}
  11 \usepackage{latexsym}
  12 \usepackage{ae}
  13
  14 \usepackage{calc}               % Simple computations with LaTeX variables
  15 \usepackage{caption}            % Improved captions
  16 \usepackage{fancybox}           % To have several backgrounds
  17
  18 \usepackage{fancyhdr}           % Headers and footers definitions
  19 \usepackage{fancyvrb}           % Fancy verbatim environments
  20 \usepackage{pstricks}           % PSTricks with the standard color package
  21
  22 \usepackage{pstricks}
  23 \usepackage{pst-node}
  24 \usepackage{pst-grad}
  25
  26 %\usepackage{epic}
  27 %\usepackage{eepic}
  28
  29 \usepackage{bm}
  30
  31 \usepackage{layout}
  32
  33 \usepackage{graphicx}
  34 \graphicspath{{./img/}}
  35
  36 \usepackage{miller}
  37
  38 \usepackage[setpagesize=false]{hyperref}
  39
  40 % units
  41 \usepackage{units}
  42
  43 \usepackage{semcolor}
  44 \usepackage{semlayer}           % Seminar overlays
  45 \usepackage{slidesec}           % Seminar sections and list of slides
  46
  47 \input{seminar.bug}             % Official bugs corrections
  48 \input{seminar.bg2}             % Unofficial bugs corrections
  49
  50 % what does this affect?
  51 %\articlemag{1}
  52
  53 \special{landscape}
  54
  55 % font
  56 %\usepackage{cmbright}
  57 %\renewcommand{\familydefault}{\sfdefault}
  58 %\usepackage{mathptmx}
  59
  60 \usepackage{upgreek}
  61
  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}
  66
  67 \begin{document}
  68
  69 \extraslideheight{10in}
  70 \slideframe{plain}
  71
  72 \pagestyle{empty}
  73
  74 % specify width and height
  75 \slidewidth 26.3cm
  76 \slideheight 19.9cm
  77
  78 % margin
  79 \def\slidetopmargin{-0.15cm}
  80
  81 \newcommand{\ham}{\mathcal{H}}
  82 \newcommand{\pot}{\mathcal{V}}
  83 \newcommand{\foo}{\mathcal{U}}
  84 \newcommand{\vir}{\mathcal{W}}
  85
  86 % itemize level ii
  87 \renewcommand\labelitemii{{\color{gray}$\bullet$}}
  88
  89 % nice phi
  90 \renewcommand{\phi}{\varphi}
  91
  92 % roman letters
  93 \newcommand{\RM}[1]{\MakeUppercase{\romannumeral #1{}}}
  94
  95 % colors
  96 \newrgbcolor{si-yellow}{.6 .6 0}
  97 \newrgbcolor{hb}{0.75 0.77 0.89}
  98 \newrgbcolor{lbb}{0.75 0.8 0.88}
  99 \newrgbcolor{hlbb}{0.825 0.88 0.968}
 100 \newrgbcolor{lachs}{1.0 .93 .81}
 101
 102 % head
 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}
 107 \hfill
 108 \vspace{0.7cm}
 109 \end{minipage}
 110 }}
 111 \end{pspicture}
 112 }
 113 \newcommand{\headbg}{
 114 \begin{picture}(0,0)(0,100)
 115 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{head.eps}
 116 \end{picture}
 117 }
 118
 119 % shortcuts
 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}{}}
 124 \newcommand{\distn}[1]{\unit[#1]{nm}{}}
 125 \newcommand{\dista}[1]{\unit[#1]{\AA}{}}
 126 \newcommand{\perc}[1]{\unit[#1]{\%}{}}
 127
 128 % new commands
 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}}}}
 137 \newcommand{\vonl}{{\op{V}_{\text{NL}}}}
 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}}}}
 148 \newcommand{\vonlkb}{{\op{V}_{\text{NL}}^{\text{KB}}}}
 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}}}}
 157
 158 % math style
 159 \everymath{\displaystyle}
 160
 161 % no vertical centering
 162 %\centerslidesfalse
 163
 164 % layout check
 165 %\layout
 166 \ifnum1=0
 167 \begin{slide}
 168 \center
 169 {\Huge
 170 E\\
 171 F\\
 172 G\\
 173 A B C D E F G H G F E D C B A
 174 G\\
 175 F\\
 176 E\\
 177 }
 178 \end{slide}
 179 %\fi
 180
 181 % topic
 182
 183 \begin{slide}
 184 \begin{center}
 185
 186  {\Large\bf
 187   \hrule
 188   \vspace{5pt}
 189   Erscheinungsformen des Lichts\\
 190   ---\\
 191   "Uber Wellen und Teilchen
 192   \vspace{10pt}
 193   \hrule
 194  }
 195
 196  \vspace{10pt}
 197
 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)
 204 \end{pspicture}
 205
 206 \small
 207 \begin{flushleft}
 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.
 209 %
 210 Es wird sich rausstellen, da\ss{} Licht ganz unterschiedlich in Erscheinung tritt.
 211 %
 212 Je weiter das Ph"anomen Licht in seiner Chronologie verstanden wird und dessen Eigenschaften beschrieben, ja sogar quantitativ berechnet werden k"onnen,
 213 %
 214 desto beeindruckender erscheint die Existenz dieser unterschiedlichen Erscheinungsformen, deren Erkenntnis wegweisend f"ur die modernen Naturwissenschaften und den technischen Fortschritt heute sind.
 215 \end{flushleft}
 216
 217
 218  \vspace{20pt}
 219
 220  \begin{minipage}{0.49\textwidth}
 221  \small
 222  \centering
 223  \textsc{F. Zirkelbach}\\[10pt]
 224  Die lange Nacht des Lichts\\
 225  Augsburg, 20. Juni 2015
 226  \end{minipage}
 227  \begin{minipage}{0.49\textwidth}
 228  \begin{center}
 229  \includegraphics[height=2cm]{03_text_02_cup_02_oframe.eps}
 230  \end{center}
 231  \end{minipage}
 232
 233 \end{center}
 234 \end{slide}
 235
 236 \begin{slide}
 237 \small
 238 \begin{minipage}{\textwidth}
 239  \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
 240  \centering
 241  \underline{Empedokles}\\[0.1cm]
 242  \includegraphics[width=\textwidth]{empedocles.eps}\\
 243  {\footnotesize 5. Jhd. v. Chr.}
 244  \end{minipage}
 245  \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
 246  \hfill
 247  \end{minipage}
 248  \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
 249  \footnotesize
 250  {\bf Vier-Elemente-Lehre}\\
 251  - naturphilosophische Weltdeutung durch vier Elemente (G"otter)\\
 252  - bisher: Eigenarten entsprechen heutigen Aggregatzust"anden\\
 253  - neu:
 254    \begin{itemize}
 255    \item Elemnet als ewig existierende unver"anderliche Grundsubstanz
 256    \item Mischung $\rightarrow$ Vielfalt der Stoffe (Periodensystem der Elemente)
 257    \end{itemize}
 258  {\bf Emissions-Theorie}\\
 259  - Aphrodite entz"undet Feur im Auge
 260  $\rightarrow$ Strahlen aus Auge treffen Objekte\\
 261  - Sehen im Dunkeln
 262  $\rightarrow$ Interaktion mit Strahlen anderer Quellen
 263  \end{minipage}
 264 \end{minipage}\\[1.8cm]
 265 \begin{minipage}{\textwidth}
 266  \begin{minipage}[b]{0.2\textwidth}
 267  \centering
 268  \underline{Euklid}\\[0.1cm]
 269  \includegraphics[width=\textwidth]{euclid.eps}\\
 270  {\footnotesize 4. Jhd. v. Chr.}
 271  \end{minipage}
 272  \begin{minipage}[b]{0.03\textwidth}
 273  \hfill
 274  \end{minipage}
 275  \begin{minipage}[b]{0.75\textwidth}
 276  \begin{picture}(0,0)(-10,-10)
 277  \includegraphics[width=2.2cm]{4elemente.eps}
 278  \end{picture}
 279  \begin{picture}(0,0)(-110,0)
 280  \includegraphics[width=3.6cm]{perspective.eps}
 281  \end{picture}
 282  \footnotesize
 283  {\bf Die Elemente}\\
 284  - erstes umfassendes logisch koh"arentes Werk\\
 285  - axiomatischer Aufbau\\
 286  - streng deduktive Ableitung von Theoremen\\
 287  - heute: euklidische Geometrie, nicht-euklidische seit 19. Jhd. \\
 288  - u.a. definiert: Punkt, Gerade, Ebene, Winkel, parallel ...\\[0.2cm]
 289  {\bf \underline{Optik}\\
 290  Erste "uberlieferte Abhandlung "uber die Geometrie des Sehens}
 291  \end{minipage}
 292 \end{minipage}
 293 \end{slide}
 294
 295 % evtl noch aristoteles und descartes
 296
 297 \begin{slide}
 298  \small
 299  \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
 300  \centering
 301  \underline{Sir Isaac Newton}\\[0.1cm]
 302  \includegraphics[width=\textwidth]{newton.eps}\\
 303  {\footnotesize 1642--1726}
 304  \end{minipage}
 305  \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
 306  \hfill
 307  \end{minipage}
 308  \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
 309  \footnotesize
 310  {\bf Philosophiae Naturalis Principia Mathematica}\\
 311  Fundament der {\em klassischen Mechanik}
 312  \[
 313   \vec{F}=m\vec{a}\textrm{ , }\quad
 314   \vec{a}=\frac{d}{dt}\vec{v}=\frac{d^2}{dt^2}\vec{r}
 315   \textrm{ , }\quad\textrm{Newton'sche Bewegungsgleichungen}
 316  \]
 317  \begin{minipage}{0.35\textwidth}
 318  \includegraphics[height=2.6cm]{car.eps}
 319  \end{minipage}
 320  \begin{minipage}{0.20\textwidth}
 321  \centering
 322  $\longleftrightarrow$
 323  \end{minipage}
 324  \begin{minipage}{0.39\textwidth}
 325  \centering
 326  \tiny
 327  ${\bf r}(t)$ Diagramm\\
 328  \includegraphics[height=2.3cm]{v.eps}
 329  \end{minipage}
 330  \end{minipage}\\[1.0cm]
 331  {\bf Opticks} (1704)\\
 332  Korpuskeltheorie des Lichts\\[0.4cm]
 333  \begin{minipage}{0.33\textwidth}
 334  \includegraphics[height=2.5cm]{newton_licht_01.eps}\\
 335  \centering
 336  \footnotesize
 337  Geradlinige Ausbreitung ${\color{green} \surd}$
 338  \end{minipage}
 339  \begin{minipage}{0.33\textwidth}
 340  \includegraphics[height=2.5cm]{newton_licht_02.eps}\\
 341  \centering
 342  \footnotesize
 343  Reflexion ${\color{green} \surd}$
 344  \end{minipage}
 345  \begin{picture}(0,0)(0,-30)
 346  \begin{minipage}{4cm}
 347  \includegraphics[width=0.8\textwidth]{newton_licht_03.eps}\\
 348  %\includegraphics[width=0.9\textwidth]{prism.eps}\\
 349  \centering
 350  \footnotesize
 351  Brechung / Dispersion: {\color{red}falsch}
 352  \end{minipage}
 353  \end{picture}
 354  \begin{picture}(0,0)(15,15)
 355  \includegraphics[width=2.0cm]{prism.eps}\\
 356  \end{picture}
 357
 358 \end{slide}
 359
 360 % ursprung evtl in Atomismus: teilchen und leerer raum (atoms and void)
 361 % Alternative zur Relativitaetstheorie weil vertraeglich mit Rel-Prinzip
 362 % aber: Widerspruch da Ausbreitungs-V dann abhg von Bewegung Lichtquelle
 363 % im streit mit huygens
 364 % particle theory -> laplace: massive body, light cant excape from
 365
 366 \begin{slide}
 367 \small
 368  \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
 369  \centering
 370  \underline{Christiaan Huygens}\\[0.1cm]
 371  \includegraphics[width=\textwidth]{huygens.eps}\\
 372  {\footnotesize 1629--1695}
 373  \end{minipage}
 374  \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
 375  \hfill
 376  \end{minipage}
 377  \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
 378  \footnotesize
 379  {\bf Huygenssches Prinzip}\\
 380  (Lichtausbreitung analog zu Wasserwellen)\\[0.15cm]
 381  \begin{minipage}{0.54\textwidth}
 382  Jeder Punkt der Wellenfront ist\\
 383  Ausgangspunkt einer kugelf"ormigen\\
 384  Elementarwelle\\[0.2cm]
 385  Superposition ("Uberlagerung) aller\\
 386  Elementarwellen $\rightarrow$ neue Wellenfront\\[0.2cm]
 387  Elementarwellen wirken nur in\\
 388  Ausbreitungsrichtung (unbegr"undet!)\\
 389 {\scriptsize
 390 \[
 391 \frac{\sin({\color{red}\alpha})}{\sin({\color{blue}\beta})}=
 392 \frac{{\color{red}c_1}}{{\color{blue}c_2}}
 393 \]
 394 }
 395  \end{minipage}\\
 396  %\begin{minipage}{0.45\textwidth}
 397  %\flushright
 398  \begin{picture}(0,0)(-165,-30)
 399  \includegraphics[width=3.5cm]{reflexion_brechung.eps}
 400  \end{picture}
 401  \begin{picture}(0,0)(-160,17)
 402  \includegraphics[width=3cm]{polarization.eps}
 403  \end{picture}
 404  \begin{picture}(0,0)(-140,18)
 405  \begin{minipage}{4.0cm}
 406  \tiny
 407  {\bf Fresnel (1788-1827)}\\
 408  Polarisation f"ur transversale Wellen
 409  \end{minipage}
 410  \end{picture}
 411  %\end{minipage}
 412  \end{minipage}\\[0.8cm]
 413  \begin{minipage}[b]{0.2\textwidth}
 414  \centering
 415  \underline{Thomas Young}\\[0.1cm]
 416  \includegraphics[width=\textwidth]{young.eps}\\
 417  {\footnotesize 1773--1829}
 418  \end{minipage}
 419  \begin{minipage}[b]{0.03\textwidth}
 420  \hfill
 421  \end{minipage}
 422  \begin{minipage}[b]{0.75\textwidth}
 423  \footnotesize
 424  {\bf Doppelspaltexperiment}\\
 425  Best"atigung und Durchsetzung der \underline{Wellentheorie des Lichts}\\
 426  \begin{picture}(0,0)(0,90)
 427  \includegraphics[width=4.5cm]{double_slit_setup.eps}
 428  \end{picture}
 429  \begin{picture}(0,0)(-130,90)
 430  \includegraphics[width=4.5cm]{water.eps}
 431  \end{picture}
 432  \begin{picture}(0,0)(-170,40)
 433  \includegraphics[width=3.3cm]{young_diff_orig.eps}
 434  \end{picture}
 435  \begin{picture}(0,0)(-85,13)
 436  \includegraphics[width=2.8cm]{double_slit_res.eps}
 437  \end{picture}
 438  \vspace{3.1cm}
 439  \end{minipage}
 440 \end{slide}
 441
 442 % first: hooke (transverse waves idea) - dispute with newton
 443 % fresnel - own wave theory, polarization
 444 % weakness: medium for transmission ... now maxwell!
 445
 446 \begin{slide}
 447 \small
 448  \begin{minipage}[t]{0.2\textwidth}
 449  \centering
 450  \underline{Michael Faraday}\\[0.1cm]
 451  \includegraphics[width=\textwidth]{faraday.eps}\\
 452  {\footnotesize 1791--1867}
 453  \end{minipage}
 454  \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
 455  \hfill
 456  \end{minipage}
 457  \begin{minipage}[t]{0.75\textwidth}
 458  \footnotesize
 459  {\bf Experimental Researches in Electricity}\\
 460  Elektromagnetische Induktion ---
 461  {\em \glqq Convert magnetism into electricity\grqq}\\[0.15cm]
 462  \begin{minipage}{0.59\textwidth}
 463  Strom in linker Leiterschleife\\
 464  $\rightarrow$ Welle entlang Ring\\
 465  $\rightarrow$ Strom in rechter Leiterschleife
 466  \end{minipage}
 467  \begin{minipage}{0.4\textwidth}
 468  \begin{flushright}
 469  \includegraphics[width=0.9\textwidth]{induktion.eps}
 470  \end{flushright}
 471  \end{minipage}\\[0.15cm]
 472  \begin{picture}(0,0)(-150,95)
 473  \includegraphics[width=4.1cm]{faraday_effect.eps}\\
 474  \end{picture}
 475  \begin{picture}(0,0)(-5,95)
 476  \includegraphics[width=4.1cm]{circular.eps}
 477  \end{picture}\\
 478  Magnetooptischer Effekt / Faraday Effekt\\
 479  {\em Magnetisierung des Lichts} und {\em Belichtung der Magnetkraftlinien}\\[0.1cm]
 480  \begin{minipage}{0.39\textwidth}
 481  \vspace{1.5cm}
 482  \end{minipage}
 483  \end{minipage}\\[1.0cm]
 484  \begin{minipage}[b]{0.2\textwidth}
 485  \centering
 486  {\footnotesize\underline{James Clerk Maxwell}}\\[0.1cm]
 487  \includegraphics[width=\textwidth]{maxwell.eps}\\
 488  {\footnotesize 1831--1879}
 489  \end{minipage}
 490  \begin{minipage}[b]{0.03\textwidth}
 491  \hfill
 492  \end{minipage}
 493  \begin{minipage}[b]{0.75\textwidth}
 494  \footnotesize
 495  {\bf A Treatise on Electricity and Magnetism}\\
 496  Maxwell Gleichungen / Grundgleichungen der Elektrodynamik\\[0.2cm]
 497  z.B.: Induktionsgesetz:
 498  $\oint_{\partial A}\vec{E} d\vec{s}=
 499   -\int_A \frac{\partial\vec{B}}{\partial t}\cdot d\vec{A}$\\[0.1cm]
 500  weitere: Gesetz von Gauss (f"ur $\vec{E}$ und $\vec{B}$),
 501  Durchflutungsgesetz\\[0.4cm]
 502  \begin{minipage}{0.9\textwidth}
 503  \scriptsize{\bf Postulat}\\
 504  \glqq{}Diese Geschwindigkeit ist so nahe an der Lichtgeschwindigkeit, dass wir einen starken Grund zu der Annahme haben, dass das {\bf Licht} selbst (...), eine {\bf elektromagnetische Welle} ist.\grqq\\[0.2cm]
 505  \end{minipage}
 506  \end{minipage}
 507 \end{slide}
 508
 509 % faraday fuehrte zur entwicklung der theorie des elektromagnetismus
 510
 511 \begin{slide}
 512 \scriptsize
 513  \begin{minipage}[c]{0.1\textwidth}
 514  \centering
 515  \underline{G. Galilei}\\[0.1cm]
 516  \includegraphics[width=0.93\textwidth]{galilei.eps}\\
 517  {\tiny 1564--1642}\\[0.1cm]
 518  \underline{H. Lorentz}\\[0.1cm]
 519  \includegraphics[width=0.93\textwidth]{lorentz.eps}\\
 520  {\tiny 1853--1928}\\[0.1cm]
 521  \underline{A. Michelson}\\[0.1cm]
 522  \includegraphics[width=0.93\textwidth]{michelson.eps}\\
 523  {\tiny 1852--1931}\\[0.1cm]
 524  \underline{E. Morley}\\[0.1cm]
 525  \includegraphics[width=0.93\textwidth]{morley.eps}\\
 526  {\tiny 1838--1923}
 527  \end{minipage}
 528  \begin{minipage}[c]{0.03\textwidth}
 529  \hfill
 530  \end{minipage}
 531  \begin{minipage}[c]{0.85\textwidth}
 532  \begin{minipage}{0.59\textwidth}
 533  {\bf Galilei Transformation:}
 534  $x'=x-vt\textrm{ , }\quad y'=y$
 535  \begin{eqnarray}
 536  F&=& m\frac{d^2}{dt^2}x'\nonumber\\
 537  &=& m\frac{d^2}{dt^2}(x-vt)=
 538       \frac{d}{dt}\left(\frac{d}{dt}x-v\right)=m\frac{d^2}{dt^2}x
 539  \nonumber
 540  \end{eqnarray}
 541  \centering
 542  Newton-Gleichungen ${\color{green}\surd}\quad$
 543  Maxwell-Gleichungen ${\color{red}\times}$
 544  \end{minipage}
 545  \begin{minipage}{0.39\textwidth}
 546  \begin{flushright}
 547  \includegraphics[width=0.9\textwidth]{galileo.eps}
 548  \end{flushright}
 549  \end{minipage}\\[0.2cm]
 550  \begin{minipage}{0.98\textwidth}
 551  {\bf Lorentz Transformation} und {\bf Michelson Morley Interferometer}
 552  \end{minipage}\\[0.2cm]
 553  \begin{minipage}[t]{0.48\textwidth}
 554  \includegraphics[width=0.9\textwidth]{interferometer.eps}
 555  \end{minipage}
 556  \begin{minipage}[t]{0.50\textwidth}
 557  \includegraphics[width=0.95\textwidth]{mi_orig.eps}
 558  \end{minipage}\\[0.3cm]
 559  \begin{minipage}[t]{0.35\textwidth}
 560  ${\color{red}t'_1}=\frac{L}{c-v}$,
 561  ${\color{red}t'_2-t'_1}=\frac{L}{c+v}$\\
 562  ${\color{red}t'_2}=\frac{2L}{c(1-v^2/c^2)}$\\[0.3cm]
 563  $(c{\color{blue}t_1})^2=L^2+(v{\color{blue}t_1})^2$\\
 564  ${\color{blue}t_1}=L/\sqrt{c^2-v^2}$\\
 565  ${\color{blue}t_2}=\frac{2L}{c\sqrt{1-v^2/c^2}}$
 566  \end{minipage}
 567  \begin{minipage}[t]{0.63\textwidth}
 568  Ergebnis: ${\color{red}t'_2}={\color{blue}t_2}$\\[0.2cm]
 569  {\bf Lorentzkontraktion:} Bewegung relativ zum "Ather\\
 570  $L\rightarrow L/\gamma\textrm {, }\quad\gamma=1/\sqrt{1-v^2/c^2}
 571   \qquad\textrm{Maxwell-Gln} {\color{green}\surd}$\\[0.2cm]
 572  {\bf Einstein --- spezielle Relativit"atstheorie}\\
 573  Maxwell gilt in allen Inertialsystemen ($c=const.$)\\
 574  Lorentz-Invarianz ${\color{green}\surd}\stackrel{v\rightarrow 0}{\rightarrow}$
 575  Galilei-Invarianz ${\color{red}\times}$\\
 576  Kein(e) absolute(r) Zeit/Raum mehr!
 577  \end{minipage}
 578  \end{minipage}
 579 \end{slide}
 580
 581 \begin{slide}
 582 \footnotesize
 583  \begin{minipage}[t]{0.11\textwidth}
 584  \centering
 585  \underline{M. Planck}\\[0.1cm]
 586  \includegraphics[width=0.73\textwidth]{planck.eps}\\
 587  {\tiny 1858--1947}\\[0.1cm]
 588  \underline{A. Einstein}\\[0.1cm]
 589  \includegraphics[width=0.73\textwidth]{einstein.eps}\\
 590  {\tiny 1879--1955}\\[0.1cm]
 591  \underline{de Broglie}\\[0.1cm]
 592  \includegraphics[width=0.73\textwidth]{broglie.eps}\\
 593  {\tiny 1892--1987}\\[0.1cm]
 594  \underline{Schr"odinger}\\[0.1cm]
 595  \includegraphics[width=0.73\textwidth]{schrodinger.eps}\\
 596  {\tiny 1887--1961}
 597  \end{minipage}
 598  \begin{minipage}[t]{0.03\textwidth}
 599  \hfill
 600  \end{minipage}
 601  \begin{minipage}[t]{0.84\textwidth}
 602 %
 603  {\bf Quantenhypothese}\\[0.2cm]
 604  "Ubertrag Energiemenge vom/zum Strahlungsfeld\\
 605  $\Delta E=h\nu\textrm{, }\quad
 606   h:\textrm{ Plancksches Wirkungsquantum}$\\[0.2cm]
 607  $\rightarrow$ {\bf Plancksches Strahlungsgesetz}\\
 608  Strahlungsverteilung des schwarzen K"orpers
 609  \begin{picture}(0,0)(-26,30)
 610  \includegraphics[width=4.0cm]{bb_dist.eps}
 611  \end{picture}\\[0.3cm]
 612 %
 613  {\bf Weiterf"uhrende Hypothese}\\[0.2cm]
 614  Strahlungsfeld besteht aus Qaunten\\
 615  Lichtuquanten haben Energie $E=h\nu$\\
 616  $\rightarrow$ {\bf photoelektrischer Effekt}
 617  \begin{picture}(0,0)(-27,5)
 618  \includegraphics[width=2.5cm]{photo.eps}
 619  \end{picture}\\
 620  \begin{center}
 621  \fbox{{\bf Welle-Teilchen-Dualismus}}\\
 622  \end{center}
 623  {\bf Postulat}\\
 624  Masseteilchen mit Impuls haben Wellencharakter
 625  und entsprechende Wellenl"ange\\
 626  {\bf De Broglie Wellenl"ange} $\lambda=\frac{h}{p}$
 627  \begin{picture}(0,0)(-10,80)
 628  \includegraphics[width=6.5cm]{double_slit.eps}
 629  \end{picture}\\[0.2cm]
 630  {\bf Aufl"osung in der Quantenmechanik}
 631  \begin{itemize}
 632  \item Teilchen beschrieben durch\\
 633        Wellenfunktion $\Psi(\vec{r},t)$
 634  \item $|\Psi|^2\equiv$ Aufenthaltswahrscheinlichkeit
 635  \item $\Psi(\vec{r},t)$ L"osungen\\
 636        der Schr"odingergleichung
 637        $i\hbar\frac{d}{dt}\Psi(\vec{r},t)=H\Psi(\vec{r},t)$
 638  \end{itemize}
 639  \end{minipage}
 640 \end{slide}
 641
 642 \begin{slide}
 643 {\small
 644  Aufenthaltswahrscheinlichkeiten (Wellenfunktionsquadrate)\\
 645  zweier Zust"ande in einem Halbleiter-Quanten-Punkt
 646 }
 647 \begin{center}
 648 \begin{minipage}{0.49\textwidth}
 649 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{homo.eps}
 650 \end{minipage}
 651 \begin{minipage}{0.49\textwidth}
 652 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{lumo.eps}
 653 \end{minipage}
 654 \end{center}
 655 {\tiny F. Zirkelbach et.\ al., Phys. Rev. B {\bf 91}, 075119 (2015).}
 656 \begin{center}
 657 \LARGE\bf
 658 Vielen Dank f"ur die Aufmerksamkeit!
 659 \end{center}
 660 \end{slide}
 661
 662 \end{document}
 663
 664