Licht

Licht kann auf zwei sehr unterschiedliche Weisen physikalisch beschrieben werden: als Welle oder als Teilchen. Dieses Kapitel beginnt mit der physikalischen Beschreibung des Lichts als elektromagnetische Welle. Für die Bildgewinnung wichtige wellenoptische Effekte wie Interferenz, Beugung, Speckle und Polarisation werden behandelt. Hierzu werden die benötigten mathematischen Modelle eingeführt, darunter die Wellengleichung des elektrischen Felds und die Stokes-Vektoren zur Beschreibung von Polarisationseigenschaften. Das Teilchenmodell des Lichts ist wichtig für die Erklärung von Quanteneffekten und des dadurch bedingten Rauschens bei der Bildaufnahme. Anschließend wird die Interaktion von Licht und Materie beschrieben. Absorption, Reflexion, Brechung und Streuung von Licht an Grenzflächen werden erläutert und mit Hilfe der Fresnel’schen Koeffizienten quantifiziert. Schließlich werden für die automatische Sichtprüfung relevante Lichtquellen vorgestellt.