Merge branch 'AndreasFMueller:master' into master

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diff --git a/buch/papers/fresnel/Makefile b/buch/papers/fresnel/Makefile
index c8aa073..ed74861 100644
--- a/buch/papers/fresnel/Makefile
+++ b/buch/papers/fresnel/Makefile
@@ -1,9 +1,8 @@
 #
 # Makefile -- make file for the paper fresnel
 #
-# (c) 2020 Prof Dr Andreas Mueller
+# (c) 2022 Prof Dr Andreas Mueller
 #
-
 images:
 	@echo "no images to be created in fresnel"
 
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/Makefile b/buch/papers/fresnel/images/Makefile
new file mode 100644
index 0000000..eb7dc57
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/Makefile
@@ -0,0 +1,38 @@
+#
+# Makefile
+#
+# (c) 2022 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+#
+all:	schale.pdf							\
+	fresnelgraph.pdf						\
+	eulerspirale.pdf						\
+	pfad.pdf							\
+	apfel.pdf							\
+	kruemmung.pdf
+
+schale.png:	schale.pov
+	povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Oschale.png schale.pov
+
+schale.jpg:	schale.png Makefile
+	convert -extract 1240x1080+340 schale.png -density 300 -units PixelsPerInch schale.jpg
+
+schale.pdf:	schale.tex schale.jpg
+	pdflatex schale.tex
+
+eulerpath.tex:	eulerspirale.m
+	octave eulerspirale.m
+
+fresnelgraph.pdf:	fresnelgraph.tex eulerpath.tex
+	pdflatex fresnelgraph.tex
+
+eulerspirale.pdf:	eulerspirale.tex eulerpath.tex
+	pdflatex eulerspirale.tex
+
+pfad.pdf:	pfad.tex
+	pdflatex pfad.tex
+
+apfel.pdf:	apfel.tex apfel.jpg eulerpath.tex
+	pdflatex apfel.tex
+
+kruemmung.pdf:	kruemmung.tex
+	pdflatex kruemmung.tex
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/apfel.jpg b/buch/papers/fresnel/images/apfel.jpg
new file mode 100644
index 0000000..76e48e7
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/apfel.jpg
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/apfel.pdf b/buch/papers/fresnel/images/apfel.pdf
new file mode 100644
index 0000000..69e5092
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/apfel.pdf
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/apfel.tex b/buch/papers/fresnel/images/apfel.tex
new file mode 100644
index 0000000..754886b
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/apfel.tex
@@ -0,0 +1,49 @@
+%
+% apfel.tex
+%
+% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{times}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage{graphics}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math}
+\usepackage{ifthen}
+\begin{document}
+
+\newboolean{showgrid}
+\setboolean{showgrid}{false}
+\def\breite{7}
+\def\hoehe{4}
+
+\input{eulerpath.tex}
+
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick]
+
+% Povray Bild
+\begin{scope}
+\clip(-0.6,-0.6) rectangle (7,6);
+\node at (3.1,2.2) [rotate=-3] {\includegraphics[width=9.4cm]{apfel.jpg}};
+\end{scope}
+
+% Gitter
+\ifthenelse{\boolean{showgrid}}{
+\draw[step=0.1,line width=0.1pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\draw[step=0.5,line width=0.4pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\draw                            (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\fill (0,0) circle[radius=0.05];
+}{}
+
+\draw[color=gray!50] (0,0) rectangle (4,4);
+\draw[->] (-0.5,0) -- (7.5,0) coordinate[label={$C(t)$}];
+\draw[->] (0,-0.5) -- (0,6.0) coordinate[label={left:$S(t)$}];
+\begin{scope}[scale=8]
+\draw[color=red,opacity=0.5,line width=1.4pt] \fresnela;
+\end{scope}
+
+\end{tikzpicture}
+
+\end{document}
+
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.m b/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.m
new file mode 100644
index 0000000..84e3696
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.m
@@ -0,0 +1,61 @@
+#
+# eulerspirale.m
+#
+# (c) 2022 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschlue
+#
+global n;
+n = 1000;
+global tmax;
+tmax = 10;
+global N;
+N = round(n*5/tmax);
+
+function retval = f(x, t)
+	x = pi * t^2 / 2;
+	retval = [ cos(x); sin(x) ];
+endfunction
+
+x0 = [ 0; 0 ];
+t = tmax * (0:n) / n;
+
+c = lsode(@f, x0, t);
+
+fn = fopen("eulerpath.tex", "w");
+
+fprintf(fn, "\\def\\fresnela{ (0,0)");
+for i = (2:n)
+	fprintf(fn, "\n\t-- (%.4f,%.4f)", c(i,1), c(i,2));
+end
+fprintf(fn, "\n}\n\n");
+
+fprintf(fn, "\\def\\fresnelb{ (0,0)");
+for i = (2:n)
+	fprintf(fn, "\n\t-- (%.4f,%.4f)", -c(i,1), -c(i,2));
+end
+fprintf(fn, "\n}\n\n");
+
+fprintf(fn, "\\def\\Cplotright{ (0,0)");
+for i = (2:N)
+	fprintf(fn, "\n\t-- ({%.4f*\\dx},{%.4f*\\dy})", t(i), c(i,1));
+end
+fprintf(fn, "\n}\n\n");
+
+fprintf(fn, "\\def\\Cplotleft{ (0,0)");
+for i = (2:N)
+	fprintf(fn, "\n\t-- ({%.4f*\\dx},{%.4f*\\dy})", -t(i), -c(i,1));
+end
+fprintf(fn, "\n}\n\n");
+
+fprintf(fn, "\\def\\Splotright{ (0,0)");
+for i = (2:N)
+	fprintf(fn, "\n\t-- ({%.4f*\\dx},{%.4f*\\dy})", t(i), c(i,2));
+end
+fprintf(fn, "\n}\n\n");
+
+fprintf(fn, "\\def\\Splotleft{ (0,0)");
+for i = (2:N)
+	fprintf(fn, "\n\t-- ({%.4f*\\dx},{%.4f*\\dy})", -t(i), -c(i,2));
+end
+fprintf(fn, "\n}\n\n");
+
+fclose(fn);
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.pdf b/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.pdf
new file mode 100644
index 0000000..db74e4b
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.pdf
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.tex b/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.tex
new file mode 100644
index 0000000..38ef756
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/eulerspirale.tex
@@ -0,0 +1,41 @@
+%
+% eulerspirale.tex -- Darstellung der Eulerspirale
+%
+% (c) 2022 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{times}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage{pgfplots}
+\usepackage{csvsimple}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math}
+\begin{document}
+\def\skala{1}
+\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0}
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala]
+
+\input{eulerpath.tex}
+
+\def\s{8}
+
+\begin{scope}[scale=\s]
+\draw[color=blue] (-0.5,-0.5) rectangle (0.5,0.5);
+\draw[color=darkgreen,line width=1.4pt] \fresnela;
+\draw[color=darkgreen,line width=1.4pt] \fresnelb;
+\fill[color=blue] (0.5,0.5) circle[radius={0.1/\s}];
+\fill[color=blue] (-0.5,-0.5) circle[radius={0.1/\s}];
+\draw (-0.5,{-0.05/\s}) -- (-0.5,{0.05/\s});
+\draw (0.5,{-0.05/\s}) -- (0.5,{-0.05/\s});
+\node at (-0.5,0) [above left] {$\frac12$};
+\node at (0.5,0) [below right] {$\frac12$};
+\node at (0,-0.5) [below right] {$\frac12$};
+\node at (0,0.5) [above left] {$\frac12$};
+\end{scope}
+
+\draw[->] (-6.7,0) -- (6.9,0) coordinate[label={$C(x)$}];;
+\draw[->] (0,-5.8) -- (0,6.1) coordinate[label={left:$S(x)$}];;
+
+\end{tikzpicture}
+\end{document}
+
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/fresnelgraph.pdf b/buch/papers/fresnel/images/fresnelgraph.pdf
new file mode 100644
index 0000000..c658901
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/fresnelgraph.pdf
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/fresnelgraph.tex b/buch/papers/fresnel/images/fresnelgraph.tex
new file mode 100644
index 0000000..20df951
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/fresnelgraph.tex
@@ -0,0 +1,46 @@
+%
+% fresnelgraph.tex -- Graphs of the fresnel functions
+%
+% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{times}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage{pgfplots}
+\usepackage{csvsimple}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math}
+\begin{document}
+\def\skala{1}
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala]
+
+\input{eulerpath.tex}
+\def\dx{1.3}
+\def\dy{2.6}
+
+\draw[color=gray] (0,{0.5*\dy}) -- ({5*\dx},{0.5*\dy});
+\draw[color=gray] (0,{-0.5*\dy}) -- ({-5*\dx},{-0.5*\dy});
+
+\draw[color=blue,line width=1.4pt] \Splotright;
+\draw[color=blue,line width=1.4pt] \Splotleft;
+
+\draw[color=red,line width=1.4pt] \Cplotright;
+\draw[color=red,line width=1.4pt] \Cplotleft;
+
+\draw[->] (-6.7,0) -- (6.9,0) coordinate[label={$x$}];
+\draw[->] (0,-2.3) -- (0,2.3) coordinate[label={$y$}];
+
+\foreach \x in {1,2,3,4,5}{
+	\draw ({\x*\dx},-0.05) -- ({\x*\dx},0.05);
+	\draw ({-\x*\dx},-0.05) -- ({-\x*\dx},0.05);
+	\node at ({\x*\dx},-0.05) [below] {$\x$};
+	\node at ({-\x*\dx},0.05) [above] {$-\x$};
+}
+\draw (-0.05,{0.5*\dy}) -- (0.05,{0.5*\dy});
+\node at (-0.05,{0.5*\dy}) [left] {$\frac12$};
+\draw (-0.05,{-0.5*\dy}) -- (0.05,{-0.5*\dy});
+\node at (0.05,{-0.5*\dy}) [right] {$-\frac12$};
+
+\end{tikzpicture}
+\end{document}
+
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/kruemmung.pdf b/buch/papers/fresnel/images/kruemmung.pdf
new file mode 100644
index 0000000..1180116
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/kruemmung.pdf
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/kruemmung.tex b/buch/papers/fresnel/images/kruemmung.tex
new file mode 100644
index 0000000..af0a1a9
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/kruemmung.tex
@@ -0,0 +1,51 @@
+%
+% kruemmung.tex -- Krümmung einer ebenen Kurve
+%
+% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{times}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage{pgfplots}
+\usepackage{csvsimple}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math,calc}
+\begin{document}
+\def\skala{1}
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala]
+
+\begin{scope}
+\clip (-1,-1) rectangle (4,4);
+
+\def\r{3}
+\def\winkel{30}
+
+\fill[color=blue!20] (0,0) -- (0:{0.6*\r}) arc (0:\winkel:{0.6*\r}) -- cycle;
+\fill[color=blue!20] (\winkel:\r)
+	-- ($(\winkel:\r)+(0,{0.6*\r})$) arc (90:{90+\winkel}:{0.6*\r}) -- cycle;
+\node[color=blue] at ({0.5*\winkel}:{0.45*\r}) {$\Delta\varphi$};
+
+\node[color=blue] at ($(\winkel:\r)+({90+0.5*\winkel}:{0.45*\r})$)
+	{$\Delta\varphi$};
+
+\draw[line width=0.3pt] (0,0) circle[radius=\r];
+
+\draw[->] (0,0) -- (0:\r);
+\draw[->] (0,0) -- (\winkel:\r);
+
+\draw[->] (0:\r) -- ($(0:\r)+(90:0.7*\r)$);
+\draw[->] (\winkel:\r) -- ($(\winkel:\r)+({90+\winkel}:0.7*\r)$);
+\draw[->,color=gray] (\winkel:\r) -- ($(\winkel:\r)+(0,0.7*\r)$);
+
+\draw[color=red,line width=1.4pt] (0:\r) arc (0:\winkel:\r);
+\node[color=red] at ({0.5*\winkel}:\r) [left] {$\Delta s$};
+\fill[color=red] (0:\r) circle[radius=0.05];
+\fill[color=red] (\winkel:\r) circle[radius=0.05];
+
+\node at (\winkel:{0.5*\r}) [above] {$r$};
+\node at (0:{0.5*\r}) [below] {$r$};
+\end{scope}
+
+\end{tikzpicture}
+\end{document}
+
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/pfad.pdf b/buch/papers/fresnel/images/pfad.pdf
new file mode 100644
index 0000000..df3c7af
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/pfad.pdf
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/pfad.tex b/buch/papers/fresnel/images/pfad.tex
new file mode 100644
index 0000000..680cd78
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/pfad.tex
@@ -0,0 +1,37 @@
+%
+% pfad.tex -- template for standalon tikz images
+%
+% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{times}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage{pgfplots}
+\usepackage{csvsimple}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math}
+\begin{document}
+\def\skala{1}
+\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0}
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala]
+
+\fill[color=gray!40] (0,0) -- (2,0) arc (0:45:2) -- cycle;
+\node at (22.5:1.4) {$\displaystyle\frac{\pi}4$};
+
+\draw[->] (-1,0) -- (9,0) coordinate[label={$\operatorname{Re}$}];
+\draw[->] (0,-1) -- (0,6) coordinate[label={left:$\operatorname{Im}$}];
+
+\draw[->,color=red,line width=1.4pt] (0,0) -- (7,0);
+\draw[->,color=blue,line width=1.4pt] (7,0) arc (0:45:7);
+\draw[->,color=darkgreen,line width=1.4pt] (45:7) -- (0,0);
+
+\node[color=red] at (3.5,0) [below] {$\gamma_1(t) = tR$};
+\node[color=blue] at (25:7) [right] {$\gamma_2(t) = Re^{it}$};
+\node[color=darkgreen] at (45:3.5) [above left] {$\gamma_3(t) = te^{i\pi/4}$};
+
+\node at (7,0) [below] {$R$};
+\node at (45:7) [above] {$Re^{i\pi/4}$};
+
+\end{tikzpicture}
+\end{document}
+
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/schale.pdf b/buch/papers/fresnel/images/schale.pdf
new file mode 100644
index 0000000..9c21951
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/schale.pdf
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/schale.pov b/buch/papers/fresnel/images/schale.pov
new file mode 100644
index 0000000..085a6a4
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/schale.pov
@@ -0,0 +1,191 @@
+//
+// schale.pov -- 
+//
+// (c) 2022 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+//
+#version 3.7;
+#include "colors.inc"
+
+#declare O = <0,0,0>;
+
+global_settings {
+	assumed_gamma 1
+}
+
+#declare imagescale = 0.036;
+
+camera {
+        location <40, 20, -20>
+        look_at <0, 0.5, 0>
+        right 16/9 * x * imagescale
+        up y * imagescale
+}
+
+light_source {
+        <10, 10, -40> color White
+        area_light <1,0,0> <0,0,1>, 10, 10
+        adaptive 1
+        jitter
+}
+
+sky_sphere {
+        pigment {
+                color rgb<1,1,1>
+        }
+}
+
+sphere {
+	<0, 0, 0>, 1
+	pigment {
+		color rgb<0.8,0.8,0.8>
+	}
+	finish {
+		specular 0.95
+		metallic
+	}
+}
+
+#declare stripcolor = rgb<0.2,0.2,0.8>;
+
+#declare R = 1.002;
+
+#macro punkt(phi,theta)
+R * < cos(phi) * cos(theta), sin(theta), sin(phi) * cos(theta) > 
+#end
+
+#declare N = 24;
+#declare thetaphi = 0.01;
+#declare thetawidth = pi * 0.008;
+#declare theta = function(phi) { phi * thetaphi }
+
+#declare axisdiameter = 0.007;
+
+cylinder {
+	< 0, -2, 0>, < 0, 2, 0>, axisdiameter
+	pigment {
+		color White
+	}
+	finish {
+		specular 0.95
+		metallic
+	}
+}
+
+#declare curvaturecircle = 0.008;
+#declare curvaturecirclecolor = rgb<0.4,0.8,0.4>;
+
+#declare phit = 12.8 * 2 * pi;
+#declare P = punkt(phit, theta(phit));
+#declare Q = <0, R / sin(theta(phit)), 0>;
+
+#declare e1 = vnormalize(P - Q) / tan(theta(phit));
+#declare e2 = vnormalize(vcross(e1, <0,1,0>)) / tan(theta(phit));
+#declare psimin = -0.1 * pi;
+#declare psimax = 0.1 * pi;
+#declare psistep = (psimax - psimin) / 30;
+
+union {
+	#declare psi = psimin;
+	#declare K = Q + cos(psi) * e1 + sin(psi) * e2;
+	#while (psi < psimax - psistep/2)
+		sphere { K, curvaturecircle }
+		#declare psi = psi + psistep;
+		#declare K2 = Q + cos(psi) * e1 + sin(psi) * e2;
+		cylinder { K, K2, curvaturecircle }
+		#declare K = K2;
+	#end
+	sphere { K, curvaturecircle }
+	pigment {
+		color curvaturecirclecolor
+	}
+	finish {
+		specular 0.95
+		metallic
+	}
+}
+
+object {
+	mesh {
+		#declare psi = psimin;
+		#declare K = Q + cos(psi) * e1 + sin(psi) * e2;
+		#while (psi < psimax - psistep/2)
+			#declare psi = psi + psistep;
+			#declare K2 = Q + cos(psi) * e1 + sin(psi) * e2;
+			triangle { K, K2, Q }
+			#declare K = K2;
+		#end
+	}
+	pigment {
+		color rgbt<0.4,0.8,0.4,0.5>
+	}
+	finish {
+		specular 0.95
+		metallic
+	}
+}
+
+union {
+	sphere { P, 0.02 }
+	sphere { Q, 0.02 }
+	cylinder { P, Q, 0.01 }
+	pigment {
+		color Red
+	}
+	finish {
+		specular 0.95
+		metallic
+	}
+}
+
+#declare phisteps = 300;
+#declare phistep = 2 * pi / phisteps;
+#declare phimin = 0;
+#declare phimax = N * 2 * pi;
+
+object {
+	mesh {
+		#declare phi = phimin;
+		#declare Poben = punkt(phi, theta(phi) + thetawidth);
+		#declare Punten = punkt(phi, theta(phi) - thetawidth);
+		triangle { O, Punten, Poben }
+		#while (phi < phimax - phistep/2)
+			#declare phi = phi + phistep;
+			#declare Poben2 = punkt(phi, theta(phi) + thetawidth);
+			#declare Punten2 = punkt(phi, theta(phi) - thetawidth);
+			triangle { O, Punten, Punten2 }
+			triangle { O, Poben, Poben2 }
+			triangle { Punten, Punten2, Poben }
+			triangle { Punten2, Poben2, Poben }
+			#declare Poben = Poben2;
+			#declare Punten = Punten2;
+		#end
+		triangle { O, Punten, Poben }
+	}
+	pigment {
+		color stripcolor
+	}
+	finish {
+		specular 0.8
+		metallic
+	}
+}
+
+union {
+	#declare phi = phimin;
+	#declare P = punkt(phi, theta(phi));
+	#while (phi < phimax - phistep/2)
+		sphere { P, 0.003 }
+		#declare phi = phi + phistep;
+		#declare P2 = punkt(phi, theta(phi));
+		cylinder { P, P2, 0.003 }
+		#declare P = P2;
+	#end
+	sphere { P, 0.003 }
+	pigment {
+		color stripcolor
+	}
+	finish {
+		specular 0.8
+		metallic
+	}
+}
diff --git a/buch/papers/fresnel/images/schale.tex b/buch/papers/fresnel/images/schale.tex
new file mode 100644
index 0000000..577ede4
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fresnel/images/schale.tex
@@ -0,0 +1,77 @@
+%
+% schlange.tex
+%
+% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{times}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage{graphics}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math,calc}
+\usepackage{ifthen}
+\begin{document}
+
+\newboolean{showgrid}
+\setboolean{showgrid}{false}
+\def\breite{4}
+\def\hoehe{4}
+\def\a{47}
+\def\r{3.3}
+\def\skala{0.95}
+
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala]
+
+\begin{scope}[xshift=-7.4cm,yshift=-1.2cm]
+	\clip (-3.6,-2.2) rectangle (3.6,5.1);
+
+	\fill[color=blue!20] (0,0)
+		-- ({180-\a}:{0.4*\r}) arc ({180-\a}:180:{0.4*\r})
+		-- cycle;
+	\node[color=blue] at ({180-\a/2}:{0.3*\r}) {$\vartheta$};
+
+	\fill[color=blue!20] (0,{\r/sin(\a)})
+		-- ($(0,{\r/sin(\a)})+({270-\a}:{0.3*\r})$)
+			arc ({270-\a}:270:{0.3*\r})
+		-- cycle;
+	\node[color=blue] at ($(0,{\r/sin(\a)})+({270-\a/2}:{0.2*\r})$)
+		{$\vartheta$};
+
+
+	\draw (0,0) circle[radius=\r];
+	\draw[->] (0,-3.0) -- (0,5);
+	\draw ({-\r-0.2},0) -- ({\r+0.2},0);
+	\fill (0,0) circle[radius=0.06];
+
+	\draw (0,0) -- ({180-\a}:\r);
+	\node at ({180-\a+3}:{0.65*\r}) [above right] {$1$};
+
+	\draw[color=red,line width=1.4pt]
+		({180-\a}:\r) -- (0,{\r/cos(90-\a)});
+	\fill[color=red] ({180-\a}:\r) circle[radius=0.08];
+	\fill[color=red] (0,{\r/cos(90-\a)}) circle[radius=0.08];
+	\node[color=red] at (-1.0,3.7) [left] {$r=\cot\vartheta$};
+	\node[color=red] at ({180-\a}:\r) [above left] {$P$};
+	\node[color=red] at (0,{\r/sin(\a)}) [right] {$Q$};
+\end{scope}
+
+% Povray Bild
+\node at (0,0) {\includegraphics[width=7.6cm]{schale.jpg}};
+
+% Gitter
+\ifthenelse{\boolean{showgrid}}{
+\draw[step=0.1,line width=0.1pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\draw[step=0.5,line width=0.4pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\draw                            (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\fill (0,0) circle[radius=0.05];
+}{}
+
+\node[color=red] at (-1.4,1.4) {$r$};
+\node[color=red] at (-2.2,-0.2) {$P$};
+\node[color=red] at (0,3.3) [right] {$Q$};
+
+\end{tikzpicture}
+
+\end{document}
+
diff --git a/buch/papers/fresnel/main.tex b/buch/papers/fresnel/main.tex
index bbaf7e6..2050fd4 100644
--- a/buch/papers/fresnel/main.tex
+++ b/buch/papers/fresnel/main.tex
@@ -3,29 +3,16 @@
 %
 % (c) 2020 Hochschule Rapperswil
 %
-\chapter{Thema\label{chapter:fresnel}}
-\lhead{Thema}
+\chapter{Fresnel-Integrale\label{chapter:fresnel}}
+\lhead{Fresnel-Integrale}
 \begin{refsection}
-\chapterauthor{Hans Muster}
+\chapterauthor{Andreas Müller}
 
-Ein paar Hinweise für die korrekte Formatierung des Textes
-\begin{itemize}
-\item
-Absätze werden gebildet, indem man eine Leerzeile einfügt.
-Die Verwendung von \verb+\\+ ist nur in Tabellen und Arrays gestattet.
-\item
-Die explizite Platzierung von Bildern ist nicht erlaubt, entsprechende
-Optionen werden gelöscht. 
-Verwenden Sie Labels und Verweise, um auf Bilder hinzuweisen.
-\item
-Beginnen Sie jeden Satz auf einer neuen Zeile. 
-Damit ermöglichen Sie dem Versionsverwaltungssysteme, Änderungen
-in verschiedenen Sätzen von verschiedenen Autoren ohne Konflikt 
-anzuwenden.
-\item 
-Bilden Sie auch für Formeln kurze Zeilen, einerseits der besseren
-Übersicht wegen, aber auch um GIT die Arbeit zu erleichtern.
-\end{itemize}
+{\parindent0pt Die} Fresnel-Integrale tauchen in der Untersuchung der Beugung
+in paraxialer Näherung auf, auch bekannt als die Fresnel-Approximation.
+In diesem Kapitel betrachen wir jedoch nur die geometrische
+Anwendung der Fresnel-Integrale als Parametrisierung der Euler-Spirale
+und zeigen, dass letztere eine Klothoide ist.
 
 \input{papers/fresnel/teil0.tex}
 \input{papers/fresnel/teil1.tex}
diff --git a/buch/papers/fresnel/references.bib b/buch/papers/fresnel/references.bib
index 84cd3bc..cf8fb21 100644
--- a/buch/papers/fresnel/references.bib
+++ b/buch/papers/fresnel/references.bib
@@ -33,3 +33,20 @@
         url = {https://doi.org/10.1016/j.acha.2017.11.004}
 }
 
+@online{fresnel:fresnelC,
+	url = { https://functions.wolfram.com/GammaBetaErf/FresnelC/introductions/FresnelIntegrals/ShowAll.html },
+	title = { FresnelC },
+	date = { 2022-05-13 }
+}
+
+@online{fresnel:wikipedia,
+	url = { https://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_integral },
+	title = { Fresnel Integral },
+	date = { 2022-05-13 }
+}
+
+@online{fresnel:schale,
+	url = { https://www.youtube.com/watch?v=D3tdW9l1690 },
+	title = { A Strange Map Projection (Euler Spiral) - Numberphile },
+	date = { 2022-05-14 }
+}
diff --git a/buch/papers/fresnel/teil0.tex b/buch/papers/fresnel/teil0.tex
index 5e9fdaf..85b8bf7 100644
--- a/buch/papers/fresnel/teil0.tex
+++ b/buch/papers/fresnel/teil0.tex
@@ -1,22 +1,101 @@
 %
-% einleitung.tex -- Beispiel-File für die Einleitung
+% teil0.tex -- Definition
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 0\label{fresnel:section:teil0}}
-\rhead{Teil 0}
-Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam
-nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam
-erat, sed diam voluptua \cite{fresnel:bibtex}.
-At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum.
-Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum
-dolor sit amet.
+\section{Definition\label{fresnel:section:teil0}}
+\rhead{Definition}
+Die Funktion $e^{x^2}$ hat bekanntermassen keine elementare Stammfunktion,
+weshalb die Fehlerfunktion als Stammfunktion definiert wurde.
+Die Funktionen $\cos x^2$ und $\sin x^2$ sind eng mit $e^{x^2}$
+verwandt, es ist daher nicht überraschend, dass sie ebenfalls
+keine elementare Stammfunktionen haben.
+Dies rechtfertigt die Definition der Fresnel-Integrale als neue spezielle
+Funktionen.
 
-Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam
-nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam
-erat, sed diam voluptua.
-At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum.  Stet clita
-kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit
-amet.
+\begin{definition}
+Die Funktionen 
+\begin{align*}
+C(x) &= \int_0^x \cos\biggl(\frac{\pi}2 t^2\biggr)\,dt
+\\
+S(x) &= \int_0^x \sin\biggl(\frac{\pi}2 t^2\biggr)\,dt
+\end{align*}
+heissen die Fresnel-Integrale.
+\end{definition}
 
+Der Faktor $\frac{\pi}2$ ist einigermassen willkürlich, man könnte
+daher noch allgemeiner die Funktionen
+\begin{align*}
+C_a(x) &= \int_0^x \cos(at^2)\,dt
+\\
+S_a(x) &= \int_0^x \sin(at^2)\,dt
+\end{align*}
+definieren, so dass die Funktionen $C(x)$ und $S(x)$ der Fall
+$a=\frac{\pi}2$ werden, also
+\[
+\begin{aligned}
+C(x) &= C_{\frac{\pi}2}(x),
+&
+S(x) &= S_{\frac{\pi}2}(x).
+\end{aligned}
+\]
+Durch eine Substitution $t=bs$ erhält man
+\begin{align*}
+C_a(x)
+&=
+\int_0^x \cos(at^2)\,dt
+=
+b
+\int_0^{\frac{x}b} \cos(ab^2s^2)\,ds
+=
+b
+C_{ab^2}\biggl(\frac{x}b\biggr)
+\\
+S_a(x)
+&=
+\int_0^x \sin(at^2)\,dt
+=
+b
+\int_0^{\frac{x}b} \sin(ab^2s^2)\,ds
+=
+b
+S_{ab^2}\biggl(\frac{x}b\biggr).
+\end{align*}
+Indem man $ab^2=\frac{\pi}2$ setzt, also
+\[
+b
+=
+\sqrt{\frac{\pi}{2a}}
+,
+\]
+kann man die Funktionen $C_a(x)$ und $S_a(x)$ durch $C(x)$ und $S(x)$
+ausdrücken:
+\begin{align}
+C_a(x)
+&=
+\sqrt{\frac{\pi}{2a}}
+C\biggl(x
+\sqrt{\frac{2a}{\pi}}
+\biggr)
+&&\text{und}&
+S_a(x)
+&=
+\sqrt{\frac{\pi}{2a}}
+S\biggl(x
+\sqrt{\frac{2a}{\pi}}
+\biggr).
+\label{fresnel:equation:arg}
+\end{align}
+Im Folgenden werden wir meistens nur den Fall $a=1$, also die Funktionen
+$C_1(x)$ und $S_1(x)$ betrachten, da in diesem Fall die Formeln einfacher
+werden.
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics{papers/fresnel/images/fresnelgraph.pdf}
+\caption{Graph der Funktionen $C(x)$ ({\color{red}rot}) 
+und $S(x)$ ({\color{blue}blau})
+\label{fresnel:figure:plot}}
+\end{figure}
+Die Abbildung~\ref{fresnel:figure:plot} zeigt die Graphen der
+Funktion $C(x)$ und $S(x)$.
 
diff --git a/buch/papers/fresnel/teil1.tex b/buch/papers/fresnel/teil1.tex
index a2df138..c716cd7 100644
--- a/buch/papers/fresnel/teil1.tex
+++ b/buch/papers/fresnel/teil1.tex
@@ -1,55 +1,205 @@
 %
-% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper
+% teil1.tex -- Euler-Spirale
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 1
-\label{fresnel:section:teil1}}
-\rhead{Problemstellung}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo.
-Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit
-aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione
-voluptatem sequi nesciunt
-\begin{equation}
-\int_a^b x^2\, dx
-=
-\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b
-=
-\frac{b^3-a^3}3.
-\label{fresnel:equation1}
-\end{equation}
-Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet,
-consectetur, adipisci velit, sed quia non numquam eius modi tempora
-incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem.
+\section{Euler-Spirale
+\label{fresnel:section:eulerspirale}}
+\rhead{Euler-Spirale}
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics{papers/fresnel/images/eulerspirale.pdf}
+\caption{Die Eulerspirale ist die Kurve mit der Parameterdarstellung
+$x\mapsto (C(x),S(x))$, sie ist rot dargestellt.
+Sie windet sich unendlich oft um die beiden Punkte $(\pm\frac12,\pm\frac12)$.
+\label{fresnel:figure:eulerspirale}}
+\end{figure}
+Ein besseres Verständnis für die beiden Funktionen $C(x)$ und $S(x)$
+als die Darstellung~\ref{fresnel:figure:plot} ermöglicht die
+Abbildung~\ref{fresnel:figure:eulerspirale}, die die beiden Funktionen
+als die $x$- und $y$-Koordinaten der Parameterdarstellung einer Kurve
+zeigt.
+Sie heisst die {\em Euler-Spirale}.
+Die Spirale scheint sich für $x\to\pm\infty$ um die Punkte
+$(\pm\frac12,\pm\frac12)$ zu winden.
 
-Ut enim ad minima veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis
-suscipit laboriosam, nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur?
-Quis autem vel eum iure reprehenderit qui in ea voluptate velit
-esse quam nihil molestiae consequatur, vel illum qui dolorem eum
-fugiat quo voluptas nulla pariatur?
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics{papers/fresnel/images/pfad.pdf}
+\caption{Pfad zur Berechnung der Grenzwerte $C_1(\infty)$ und
+$S_1(\infty)$ mit Hilfe des Cauchy-Integralsatzes
+\label{fresnel:figure:pfad}}
+\end{figure}
 
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{fresnel:subsection:finibus}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga \eqref{000tempmlate:equation1}.
 
-Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio
-\ref{fresnel:section:loesung}.
-Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil
-impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis
-voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus
-\ref{fresnel:section:folgerung}.
-Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut rerum
-necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae sint et
-molestiae non recusandae.
-Itaque earum rerum hic tenetur a sapiente delectus, ut aut reiciendis
-voluptatibus maiores alias consequatur aut perferendis doloribus
-asperiores repellat.
+\begin{satz}
+Die Grenzwerte der Fresnel-Integrale für $x\to\pm\infty$ sind
+\[
+\lim_{x\to\pm\infty} C(x)
+=
+\lim_{x\to\pm\infty} S(x)
+=
+\frac12.
+\]
+\end{satz}
 
+\begin{proof}[Beweis]
+Die komplexe Funktion 
+\(
+f(z) = e^{-z^2}
+\)
+ist eine ganze Funktion, das Integral über einen geschlossenen
+Pfad in der komplexen Ebene verschwindet daher.
+Wir verwenden den Pfad in Abbildung~\ref{fresnel:figure:pfad}
+bestehend aus den drei Segmenten $\gamma_1$ entlang der reellen
+Achse von $0$ bis $R$, dem Kreisbogen $\gamma_2$ um $0$ mit Radius $R$
+und $\gamma_3$ mit der Parametrisierung $t\mapsto te^{i\pi/4}$.
+
+Das Teilintegral über $\gamma_1$ ist
+\[
+\lim_{R\to\infty}
+\int_{\gamma_1} e^{-z^2}\,dz
+=
+\int_0^\infty e^{-t^2}\,dt
+=
+\frac{\sqrt{\pi}}2.
+\]
+Das Integral über $\gamma_3$ ist
+\begin{align*}
+\lim_{R\to\infty}
+\int_{\gamma_3} 
+e^{-z^2}\,dz
+&=
+-\int_0^\infty \exp(-t^2 e^{i\pi/2}) e^{i\pi/4}\,dt
+=
+-
+\int_0^\infty e^{-it^2}\,dt\,
+e^{i\pi/4}
+\\
+&=
+-e^{i\pi/4}\int_0^\infty \cos t^2 - i \sin t^2\,dt
+\\
+&=
+-\frac{1}{\sqrt{2}}(1+i)
+\bigl(
+C_1(\infty)
+-i
+S_1(\infty)
+\bigr)
+\\
+&=
+-\frac{1}{\sqrt{2}}
+\bigl(
+C_1(\infty)+S_1(\infty)
++
+i(C_1(\infty)-S_1(\infty))
+\bigr),
+\end{align*}
+wobei wir
+\[
+C_1(\infty) = \lim_{R\to\infty} C_1(R)
+\qquad\text{und}\qquad
+S_1(\infty) = \lim_{R\to\infty} S_1(R)
+\]
+abgekürzt haben.
 
+Das Integral über das Segment $\gamma_2$ lässt sich
+mit der Parametrisierung
+\(
+\gamma_2(t)
+=
+Re^{it}
+=
+R(\cos t + i\sin t)
+\)
+wie folgt
+abschätzen:
+\begin{align*}
+\biggl|\int_{\gamma_2} e^{-z^2} \,dz\biggr|
+&=
+\biggl|
+\int_0^{\frac{\pi}4}
+\exp(-R^2(\cos 2t + i\sin 2t)) iR e^{it}\,dt
+\biggr|
+\\
+&\le
+R
+\int_0^{\frac{\pi}4}
+e^{-R^2\cos 2t}
+\,dt
+\le
+R
+\int_0^{\frac{\pi}4}
+e^{-R^2(1-\frac{4}{\pi}t)}
+\,dt.
+\intertext{Dabei haben wir $\cos 2t\ge 1-\frac{4}\pi t$ verwendet.
+Mit dieser Vereinfachung kann das Integral ausgewertet werden und
+ergibt}
+&=
+Re^{-R^2}
+\int_0^{\frac{\pi}4}
+e^{R^2\frac{\pi}4t}
+\,dt
+=
+Re^{-R^2}
+\biggl[
+\frac{4}{\pi R^2}
+e^{R^2\frac{\pi}4t}
+\biggr]_0^{\frac{\pi}4}
+=
+\frac{4}{\pi R}
+e^{-R^2}(e^{R^2}-1)
+=
+\frac{4}{\pi R}
+(1-e^{-R^2})
+\to 0
+\end{align*}
+für $R\to \infty$.
+Im Grenzwert $R\to \infty$ kann der Teil $\gamma_2$ des Pfades
+vernachlässigt werden.
+
+Das Integral über den geschlossenen Pfad $\gamma$ verschwindet.
+Da der Teil $\gamma_2$ keine Rolle spielt, müssen sich die
+Integrale über $\gamma_1$ und $\gamma_3$ wegheben, also
+\begin{align*}
+0
+=
+\int_\gamma e^{-z^2}\,dz
+&=
+\int_{\gamma_1} e^{-z^2}\,dz
++
+\int_{\gamma_2} e^{-z^2}\,dz
++
+\int_{\gamma_3} e^{-z^2}\,dz
+\\
+&\to
+\frac{\sqrt{\pi}}2
+-\frac{1}{\sqrt{2}}(C_1(\infty)+S_1(\infty))
+-\frac{i}{\sqrt{2}}(C_1(\infty)-S_1(\infty)).
+\end{align*}
+Der Imaginärteil ist $C_1(\infty)-S_1(\infty)$, da er verschwinden
+muss, folgt $C_1(\infty)=S_1(\infty)$.
+Nach Multlikation mit $\sqrt{2}$ folgt aus der Tatsache, dass auch
+der Realteil verschwinden muss
+\[
+\sqrt{\frac{\pi}{2}} = C_1(\infty)+S_1(\infty)
+\qquad
+\Rightarrow
+\qquad
+C_1(\infty)
+=
+S_1(\infty)
+=
+\frac12
+\sqrt{
+\frac{\pi}{2}
+}.
+\]
+Aus
+\eqref{fresnel:equation:arg}
+erhält man dann auch die Grenzwerte
+\[
+C(\infty)=S(\infty)=\frac12.
+\qedhere
+\]
+\end{proof}
diff --git a/buch/papers/fresnel/teil2.tex b/buch/papers/fresnel/teil2.tex
index 701c3ee..ec8c896 100644
--- a/buch/papers/fresnel/teil2.tex
+++ b/buch/papers/fresnel/teil2.tex
@@ -3,38 +3,177 @@
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 2 
-\label{fresnel:section:teil2}}
-\rhead{Teil 2}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit
-aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores
-eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam
-est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci
-velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore
-et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima
-veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam,
-nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure
-reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae
-consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla
-pariatur?
-
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{fresnel:subsection:bonorum}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis
-est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis
-est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime
-placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor
-repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut
-rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae
-sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a
-sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias
-consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat.
+\section{Klothoide
+\label{fresnel:section:klothoide}}
+\rhead{Klothoide}
+In diesem Abschnitt soll gezeigt werden, dass die Krümmung der 
+Euler-Spirale proportional zur vom Nullpunkt aus gemessenen Bogenlänge
+ist.
+
+\begin{definition}
+Eine ebene Kurve, deren Krümmung proportionale zur Kurvenlänge ist,
+heisst {\em Klothoide}.
+\end{definition}
+
+Die Klothoide wird zum Beispiel im Strassenbau für Autobahnkurven
+verwendet.
+Fährt man mit konstanter Geschwindigkeit entlang einer Klothoide,
+muss man die Krümmung mit konstaner Geschwindigkeit ändern,
+also das Lenkrad mit konstanter Geschwindigkeit drehen.
+Dies ermöglicht eine ruhige Fahrweise.
+
+\subsection{Krümmung einer ebenen Kurve}
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics{papers/fresnel/images/kruemmung.pdf}
+\caption{Berechnung der Krümmung einer ebenen Kurve.
+\label{fresnel:figure:kruemmung}}
+\end{figure}
+Abbildung~\ref{fresnel:figure:kruemmung} erinnert daran, dass der
+Bogen eines Kreises vom Radius $r$, entlang dem sich die Richtung
+der Tangente um $\Delta\varphi$ ändert, die Länge
+$\Delta s = r\Delta\varphi$.
+Die Krümmung ist der Kehrwert des Krümmungsradius, daraus kann
+man ablesen, dass 
+\[
+\kappa = \frac{1}{r} = \frac{\Delta \varphi}{\Delta s}.
+\]
+Für eine beliebige ebene Kurve ist daher die Krümmung
+\[
+\kappa = \frac{d\varphi}{ds}.
+\]
+
+\subsection{Krümmung der Euler-Spirale}
+Wir betrachten jetzt die Euler-Spirale mit der Parametrisierung
+$\gamma(s) = (C_1(s),S_1(s))$.
+Zunächst stellen wir fest, dass die Länge der Tangente
+\[
+\dot{\gamma}(s)
+=
+\frac{d\gamma}{ds}
+=
+\begin{pmatrix}
+\dot{C}_1(s)\\
+\dot{S}_1(s)
+\end{pmatrix}
+=
+\begin{pmatrix}
+\cos s^2\\
+\sin s^2
+\end{pmatrix}
+\qquad\Rightarrow\qquad
+|\dot{\gamma}(s)|
+=
+\sqrt{\cos^2s^2+\sin^2s^2}
+=
+1.
+\]
+Insbesondere ist der Parameter $s$ der Kurve $\gamma(s)$ die
+Bogenlänge.
+
+Der zu $\dot{\gamma}(s)$ gehörige Polarwinkel kann aus dem Vergleich
+mit einem Vektor mit bekanntem Polarwinkel $\varphi$ abgelesen werden:
+\[
+\begin{pmatrix}
+\cos \varphi\\
+\sin \varphi
+\end{pmatrix}
+=
+\dot{\gamma}(s)
+=
+\begin{pmatrix}
+\cos s^2\\\sin s^2
+\end{pmatrix},
+\]
+der Polarwinkel 
+ist daher $\varphi = s^2$.
+Die Krümmung ist die Ableitung des Polarwinkels nach $s$, also
+\[
+\kappa
+=
+\frac{d\varphi}{ds}
+=
+\frac{ds^2}{ds}
+=
+2s,
+\]
+sie ist somit proportional zur Bogenlänge $s$.
+Damit folgt, dass die Euler-Spirale eine Klothoide ist.
+
+\subsection{Eine Kugel schälen}
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics[width=\textwidth]{papers/fresnel/images/schale.pdf}
+\caption{Schält man eine einen Streifen konstanter Breite beginnend am
+Äquator von einer Kugel ab und breitet ihn in der Ebene aus, entsteht
+eine Klothoide.
+\label{fresnel:figure:schale}}
+\end{figure}
+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics{papers/fresnel/images/apfel.pdf}
+\caption{Klothoide erhalten durch Abschälen eines Streifens von einem
+Apfel (vgl.~Abbildung~\ref{fresnel:figure:schale})
+\label{fresnel:figure:apfel}}
+\end{figure}
+Schält man einen Streifen konstanter Breite beginnend parallel zum Äquator
+von einer Kugel ab und breitet ihn in die Ebene aus, entsteht eine
+Approximation einer Klothoide.
+Abbildung~\ref{fresnel:figure:schale} zeigt blau den abgeschälten Streifen,
+Abbildung~\ref{fresnel:figure:apfel} zeigt das Resultat dieses Versuches
+an einem Apfel, das Youtube-Video \cite{fresnel:schale} des
+Numberphile-Kanals illustriert das Problem anhand eines aufblasbaren
+Globus.
+
+Windet sich die Kurve in Abbildung~\ref{fresnel:figure:schale} $n$
+mal um die vertikale Achse, bevor sie den Nordpol erreicht, dann kann
+die Kurve mit der Funktion
+\[
+\gamma(t)
+=
+\begin{pmatrix}
+\cos(t) \cos(t/n) \\
+\sin(t) \cos(t/n) \\
+\sin(t/n)
+\end{pmatrix}
+\]
+parametrisiert werden.
+Der Tangentialvektor
+\[
+\dot{\gamma}(t)
+=
+\begin{pmatrix}
+-\sin(t)\cos(t/n) - \cos(t)\sin(t/n)/n \\
+\cos(t)\cos(t/n) - \sin(t)\sin(t/n)/n \\
+\cos(t/n)/n
+\end{pmatrix}
+\]
+hat die Länge
+\[
+| \dot{\gamma}(t) |^2
+=
+\frac{1}{n^2}
++
+\cos^2\frac{t}{n}.
+\]
+Die Ableitung der Bogenlänge ist daher
+\[
+\dot{s}(t)
+=
+\sqrt{
+\frac{1}{n^2}
++
+\cos^2\frac{t}{n}
+}.
+\]
+
+
+Der Krümmungsradius des blauen Streifens, der die Kugel im Punkt $P$ bei 
+geographischer $\vartheta$ berührt, hat die Länge der Tangente, die
+die Kugel im Punkt $P$ berührt und im Punkt $Q$ durch die Achse der
+Kugel geht (Abbildung~\ref{fresnel:figure:schale}).
+Die Krümmung in Abhängigkeit von $\vartheta$ ist daher $\tan\vartheta$.
+
+
 
 
diff --git a/buch/papers/fresnel/teil3.tex b/buch/papers/fresnel/teil3.tex
index d4f15f6..ceddbe0 100644
--- a/buch/papers/fresnel/teil3.tex
+++ b/buch/papers/fresnel/teil3.tex
@@ -3,38 +3,110 @@
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 3
-\label{fresnel:section:teil3}}
-\rhead{Teil 3}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit
-aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores
-eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam
-est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci
-velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore
-et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima
-veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam,
-nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure
-reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae
-consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla
-pariatur?
+\section{Numerische Berechnung der Fresnel-Integrale
+\label{fresnel:section:numerik}}
+\rhead{Numerische Berechnung}
+Die Fresnel-Integrale können mit verschiedenen Methoden effizient berechnet
+werden.
 
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{fresnel:subsection:malorum}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis
-est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis
-est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime
-placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor
-repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut
-rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae
-sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a
-sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias
-consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat.
+\subsection{Komplexe Fehlerfunktionen}
+Es wurde schon darauf hingewiesen, dass der Integrand der Fresnel-Integrale
+mit $e^{t^2}$ verwandt ist.
+Tatsächlich kann gezeigt werden dass sich die Fresnel-Integrale mit 
+Hilfe der komplexen Fehlerfunktion als
+\[
+\left.
+\begin{matrix}
+S_1(z)
+\\
+C_1(z)
+\end{matrix}
+\;
+\right\}
+=
+\frac{1\pm i}4\biggl(
+\operatorname{erf}\biggl(\frac{1+i}2\sqrt{\pi}z\biggr)
+\mp
+\operatorname{erf}\biggl(\frac{1-i}2\sqrt{\pi}z\biggr)
+\biggr)
+\]
+ausdrücken lassen \cite{fresnel:fresnelC}.
+Diese Darstellung ist jedoch für die numerische Berechnung nur
+beschränkt nützlich, weil die meisten Bibliotheken für die Fehlerfunktion
+diese nur für reelle Argument auszuwerten gestatten.
+
+\subsection{Als Lösung einer Differentialgleichung}
+Da die Fresnel-Integrale die sehr einfachen Differentialgleichungen
+\[
+C'(x) = \cos \biggl(\frac{\pi}2 x^2\biggr)
+\qquad\text{und}\qquad
+S'(x) = \sin \biggl(\frac{\pi}2 x^2\biggr)
+\]
+erfüllen, kann man eine Methode zur numerischen Lösung von
+Differentialgleichung verwenden.
+Die Abbildungen~\ref{fresnel:figure:plot} und \ref{fresnel:figure:eulerspirale}
+wurden auf diese Weise erzeugt.
+
+\subsection{Taylor-Reihe integrieren}
+Die Taylorreihen
+\begin{align*}
+\cos x
+&=
+\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{(2k)!} x^{2k}
+&&\text{und}&
+\sin x
+&= 
+\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{(2k+1)!} x^{2k+1}
+\intertext{%
+der trigonometrischen Funktionen werden durch Einsetzen von $x=t^2$
+zu}
+\cos t^2
+&=
+\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{(2k)!} t^{4k}
+&&\text{und}&
+\sin t^2
+&= 
+\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{(2k+1)!} t^{4k+2}.
+\intertext{%
+Die Fresnel-Integrale $C_1(x)$ und $S_1(x)$ können daher durch
+termweise Integration mit Hilfe der Reihen}
+C_1(x)
+&=
+\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{(2k)!} \frac{x^{4k+1}}{4k+1}
+&&\text{und}&
+S_1(x)
+&=
+\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{(2k+1)!} \frac{x^{4k+3}}{4k+3}
+\end{align*}
+berechnet werden.
+Diese Reihen sind insbesondere für kleine Werte von $x$ sehr
+schnell konvergent.
+
+\subsection{Hypergeometrische Reihen}
+Aus der Reihenentwicklung kann jetzt auch eine Darstellung der
+Fresnel-Integrale durch hypergeometrische Reihen gefunden werden
+\cite{fresnel:fresnelC}.
+Es ergibt sich
+\begin{align*}
+S(z)
+&=
+\frac{\pi z^3}{6}
+\cdot
+\mathstrut_1F_2\biggl(
+\begin{matrix}\frac34\\\frac32,\frac74\end{matrix}
+;
+-\frac{\pi^2z^4}{16}
+\biggr)
+\\
+C(z)
+&=
+z
+\cdot
+\mathstrut_1F_2\biggl(
+\begin{matrix}\frac14\\\frac12,\frac54\end{matrix}
+;
+-\frac{\pi^2z^4}{16}
+\biggr).
+\end{align*}