Раздел 3. «Электромагнитные волны и оптика»

Вопросы к экзамену 3 семестр

Раздел 3. «Электромагнитные волны и оптика»

1. Монохроматичность и когерентность световых волн и способы их получения.

2. Интерференция световых волн. Условия для наблюдения и способы реализации (метод Юнга, бипризма Френеля)

3. Оптическая разность хода. Условия максимумов и минимумов интерференции. Ширина интерференционной полосы при интерференции от двух точечных источников..

4. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и полосы равного наклона.

5. Кольца Ньютона.

6. Применение интерференции. Интерферометры.

7. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера.

8. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.

9. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Применение ее в качестве спектрометра. Дисперсия и разрешающая сила.

10. Поляризация световых волн. Виды поляризации. Степень поляризации.

11. Способы получения поляризованного света. Поляризация при отражении. Закон Брюстера.

12. Двойное лучепреломление как следствие оптической анизотопии. Поляризация света при двойном лучепреломлении

13. Призма Николя. Поляроиды. Закон Малюса.

14. Распространение света в веществе. Нормальная и аномальная дисперсия. Основы классической электронной теории дисперсии.

15. Распространение света в веществе. Поглощение света в веществе. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

16. Рассеяние света веществом. Рэлеевское рассеяние. Молекулярное рассеяние.

Раздел 5. «Квантовая физика»

1. Тепловое излучение и люминесценция. Равновесный характер теплового излучения. Характеристики теплового излучения. Закон Кирхгофа.

2. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина. Формула Релея-Джинса.

3. Квантовый характер теплового излучения. Гипотеза Планка. Формула Планка для теплового излучения.

4. Фотоэлектрический эффект. Задерживающее напряжение. Законы и квантовая теория внешнего фотоэффекта.

5. Фотон. Масса и импульс фотона. Корпускулярно-волновой дуализм света. Опыт Боте. Давление света.

6. Эффект Комптона. Коротковолновая граница рентгеновского излучения.

7. Постулаты Бора. Спонтанное и вынужденное излучение. Поглощение. Коэффициенты Эйнштейна.

8. Принципы работы лазера. Инверсная заселённость уровней. Оптическая накачка. Трёхуровневая система. Оптический резонатор.

9. Гипотеза де-Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Экспериментальное подтверждение волновых свойств микрочастиц.

10. Соотношение неопределенностей. Примеры.

11. Особенности описания состояния частиц в квантовой механике. Смысл волновой функции.

12. Уравнение Шредингера в общем виде. Требования, накладываемые на волновую функцию. Условие нормировки.

13. Стационарные состояния. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Движение свободной частицы.

14. Частица в потенциальной яме. Квантование состояний.

15. Прохождение частиц в области "низкого" и "высокого" потенциального барьера. Туннельный эффект.

16. Операторы физических величин в квантовой механике.

17. Линейный гармонический осциллятор.

18. Квантовый ротатор. Момент импульса в квантовой механике.

19. Уравнение Шредингера для атома водорода. Собственные волновые функции. Квантование состояний. Спектры излучения и поглощения.