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On the Influence of Earth’s Rotation on the Propagation of Light
Thomas Mieling
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Piotr T. Chruściel
DOI
10.25365/thesis.58354
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21986.63086.903255-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wird der Einfluss der Erdrotation (sowohl um die eigene Achse, als auch um die Sonne) auf Lichtausbreitung in optischen Medien analysiert.
Dies geschieht sowohl im Rahmen der geometrischen Optik, als auch anhand von perturbativen Rechnungen basierend auf den Maxwell-Gleichungen (Wellenoptik) in rotierenden Koordinaten in flacher Raumzeit.
Insbesondere werden Korrekturen erster Ordnung zu den elektromagnetischen Moden in zylindrischen Stufenindex-Wellenleitern berechnet.
Die Rechnung zeigt, dass die Erdrotation eine schwache Modenkopplung hervorruft und daher Seitenbänder anregt, deren Amplituden ebenfalls bestimmt wurden.
Die hier hergeleitete Korrektur zur Dispersionsrelation erlaubt es, die Anisotropie der Lichtausbreitung aufgrund der Erdrotation zu quantifizieren. Die Linearisierung dieses Resultats stimmt numerisch mit einer einfachen Formel überein, die aus der geometrischen Optik abgeleitet wird.
Abstract
(Englisch)
In this thesis, the influence of Earth’s rotation (both around its own axis and around the Sun) on the propagation of light in optical media is analysed. This is done using both geometrical optics and a per- turbative calculation based on Maxwell’s equations in rotating coordinates in flat spacetime. Consid- ering light propagation in cylindrical step-index waveguides in particular, the first order correction to electromagnetic modes is computed. The calculation shows that Earth’s rotation causes a weak mode coupling, giving rise to sidebands, whose amplitudes are computed as well. The correction to the dispersion relation derived here allows to assess the anisotropy of light propagation due to Earth’s rotation. The linearisation of this result is found to agree numerically with a simple formula derived from geometrical optics.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
General Relativity Optics
Schlagwörter
(Deutsch)
Allgemeine Relativitätstheorie Optik
Autor*innen
Thomas Mieling
Haupttitel (Englisch)
On the Influence of Earth’s Rotation on the Propagation of Light
Paralleltitel (Deutsch)
Über den Einfluss der Erdrotation auf die Ausbreitung von Licht
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
vi, 74 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Piotr T. Chruściel
Klassifikation
33 Physik > 33.21 Relativität, Gravitation
AC Nummer
AC15557435
Utheses ID
51535
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |