Optische Strömungsmesstechnik

1 Grundlagen.- 1.1 Licht.- 1.1.1 Beschreibungen.- 1.1.1.1 Elektromagnetische Wellen.- 1.1.1.2 Komplexe Schreibweise.- 1.1.1.3 Lichtstrahlen.- 1.1.1.4 Photonen 2.- 1.1.2 Lichtgrößen.- 1.1.2.1 Physikalische Größen 2.- 1.1.2.2 Physiologische Größen.- 1.2 Licht in Materie.- 1.2.1 Brechung und Reflexion.- 1.2.1.1 Brechzahlen.- 1.2.1.2 Fresnelformeln.- 1.2.1.3 Reflexion an Metall.- 1.2.2 Absorption und Emission.- 1.2.2.1 Elementarakte.- 1.2.2.2 Spektren.- 1.2.2.3 Hohlraumstrahlung.- 1.2.2.4 Kirchhoffsches Gesetz.- 1.2.2.5 Farben.- 1.3 Lichtquellen.- 1.3.1 Quellen inkohärenten Lichtes.- 1.3.1.1 Strahlerarten.- 1.3.1.2 Glühlampen.- 1.3.1.3 Gasentladungslampen.- 1.3.1.4 Blitzlicht.- 1.3.2 Laser.- 1.3.2.1 Laserprinzip.- 1.3.2.2 Dauerlaser.- 1.3.2.3 Impulslaser.- 1.3.2.4 Abstimmbare Laser.- 1.3.2.5 Laserlichtbündel.- 1.4 Lichtempfänger.- 1.4.1 Film.- 1.4.1.1 Photochemischer Effekt.- 1.4.1.2 Schwarzweißfilm.- 1.4.1.3 Farbfilm.- 1.4.2 Photodetektoren.- 1.4.2.1 Photoelektrische Effekte.- 1.4.2.2 Kathodendetektoren.- 1.4.2.3 Halbleiterdetektoren.- 1.4.2.4 Rauschen.- 1.4.3 Bildwandler.- 1.4.3.1 Bildverstärker.- 1.4.3.2 Bildabtaster.- 1.5 Geometrische Optik.- 1.5.1 Strahlenoptische Bauteile.- 1.5.1.1 Spiegel.- 1.5.1.2 Planplatte und Prismen.- 1.5.1.3 Linsen.- 1.5.1.4 Lichtleiter.- 1.5.2 Abbildung.- 1.5.2.1 Paraxiale Abbildung.- 1.5.2.2 Aberrationen.- 1.5.2.3 Blenden.- 1.5.3 Linsensysteme.- 1.5.3.1 Zwei dünne Linsen.- 1.5.3.2 Zwischenabbildung.- 1.5.3.3 Verflochtene Abbildungen.- 1.5.3.4 Objektive.- 1.6 Wellenoptik.- 1.6.1 Interferenz.- 1.6.1.1 Zweiwelleninterferenz.- 1.6.1.2 Vielwelleninterferenz.- 1.6.1.3 Gleiche Neigung oder Dicke.- 1.6.1.4 Interferenzoptische Bauteile.- 1.6.1.5 Interferenzbedingungen.- 1.6.2 Beugung.- 1.6.2.1 Beugungstheorie.- 1.6.2.2 Fresnelbeugung.- 1.6.2.3 Fraunhoferbeugung.- 1.6.2.4 Beugung bei Abbildung.- 1.6.2.5 Speckle.- 1.6.2.6 Beugungsoptische Bauteile.- 1.6.3 Laseroptik.- 1.6.3.1 Aufweitung und Einschnürung.- 1.6.3.2 Laserlichtschnitt.- 1.7 Polarisationsoptik.- 1.7.1 Polarisationseffekte.- 1.7.1.1 Polarisationsarten.- 1.7.1.2 Polarisation an Grenzflächen.- 1.7.1.3 Doppelbrechung.- 1.7.1.4 Drehung der Schwingebene.- 1.7.2 Polarisationsoptische Bauteile.- 1.7.2.1 Polarisatoren.- 1.7.2.2 Polarisationsstrahlteiler.- 1.7.2.3 Phasenschieber.- 1.7.2.4 Schwingungsdreher.- 1.8 Streuung.- 1.8.1 Streuung ohne Frequenzänderung.- 1.8.1.1 Rayleighstreuung.- 1.8.1.2 Miestreuung.- 1.8.2 Streuung mit Frequenzänderung.- 1.8.2.1 Dopplereffekt.- 1.8.2.2 Ramanstreuung.- 2 Visualisierung.- 2.1 Visualisierung der Strahlablenkung.- 2.1.1 Strahlablenkung in Strömungen.- 2.1.1.1 Schlieren.- 2.1.1.2 Ablenkung am Brechzahlsprung.- 2.1.1.3 Ablenkung am Brechzahlgradienten.- 2.1.2 Schattenverfahren.- 2.1.2.1 Projizierende Verfahren.- 2.1.2.2 Abbildung der Schattenebene.- 2.1.2.3 Anwendungsbeispiele.- 2.1.3 Schlierenverfahren.- 2.1.3.1 Schlierenverfahren mit Schneide.- 2.1.3.2 Anwendungsbeispiele.- 2.1.3.3 Schlierenbildauswertung.- 2.1.3.4 Andere Schlierenblenden.- 2.1.3.5 Moiréverfahren.- 2.2 Visualisierung der Phasenverschiebung.- 2.2.1 Phasenverschiebung in Strömungen.- 2.2.1.1 Phasenobjekte.- 2.2.1.2 Phasen am Brechzahlsprung.- 2.2.1.3 Phasen bei Brechzahlgradienten.- 2.2.2 Interferometrie.- 2.2.2.1 Mach/Zehnder-Interferometer.- 2.2.2.2 Interferenzlokalisierung.- 2.2.2.3 Anwendungsbeispiele.- 2.2.2.4 Interferenzbildauswertung.- 2.2.2.5 Betrieb mit Buntlicht.- 2.2.2.6 Andere Zweiwelleninterferometer.- 2.2.2.7 Fabry/Perot-Interferometer.- 2.2.3 Differentialinterferometrie.- 2.2.3.1 Mit Wollastonprismen.- 2.2.3.2 Anwendungsbeispiele.- 2.2.3.3 Interferenzbildauswertung.- 2.2.3.4 Komplementäre Doppelbelichtung.- 2.2.3.5 Komplementärbildspaltung.- 2.2.3.6 Andere Differentialinterferometer.- 2.2.4 Beugungsverfahren.- 2.2.4.1 Beugung an Phasenobjekten.- 2.2.4.2 Eingriff in die kohärente Abbildung.- 2.2.4.3 Dunkelfeldverfahren.- 2.2.4.4 Feldabsorptionsverfahren.- 2.2.4.5 Phasenkontrastverfahren.- 2.2.4.6 Gegenfeldverfahren.- 2