Программа по оптике

Введение. Э/м природа света. Характеристика оптического диапазона э/м волн. Особенности видимого диапазона. Плоские э/м волны и их представление в комплексной форме.

Плотность потока энергии и импульса э/м волн. Распределение плотности потока энергии по сечению пучка. Плотность импульса э/м волны. Давление света, его открытие, проявление и приложения.

Поляризация э/м волны. Виды поляризации.

Основные фотометрические понятия и величины.

Немонохроматическое и хаотическое излучение.

Естественная ширина линии излучения. Классическая модель излучателя. Лоренцева форма и ширина линии излучения. Время излучения.

Уширение спектральных линий. Однородное и неоднородное уширение. Ударное уширение. Доплеровское уширение.

Распространение, преломление и отражение света в изотропных средах. Распространение света в диэлектриках. Нормальная и аномальная дисперсии. Отражение и преломление света на границе между диэлектриками. Формулы Френеля. Полное отражение света. Энергетические соотношения при преломлении и отражении света. Световоды.

Интерференция. Видность интерференционной картины. Ширина интерференционной полосы.

Двухлучевая интерференция, осуществляемая делением амплитуды. Интерферометр Майкельсона. Интерференция в тонких пленках. Причины размывания полос интерференции. Интерференция немонохроматического света. Временная когерентность. Двухлучевые интерферометры.

Двухлучевая интерференция, осуществляемая делением волнового фронта. Схема Юнга. Источник конечного размера. Пространственная когерентность. Звездный интерферометр

Многолучевая интерференция, осуществляемая делением амплитуды. Интерферометр Фабри-Перо.

Дифракция. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Зонная пластинка как линза. Дифракция на прямолинейном крае полубесконечного экрана. Спираль Корню. Дифракция на щели. Классификация дифракционных явлений.

Дифракция Фраунгофера. Область дифракции Фраунгофера. Дифракция на щели и прямоугольном отверстии.

Дифракционная решетка. Фазовая и амплитудная решетки. Наклонное падение. Дифракция на периодических непрерывных структурах. Дифракция на ультразвуковых волнах.

Геометрическая оптика. Центрированная оптическая система (ЦОС) и ее кардинальные элементы. Матричный способ описания центрированных оптических систем. Построение изображения в ЦОС.

Распространение света в анизотропных средах. Тензор диэлектрической проницаемости. Распространение плоской э/м волны в анизотропной среде. Зависимость лучевой скорости от направления. Эллипсоид лучевых скоростей. Двойное лучепреломление. Построение Гюйгенса для различных случаев преломления. Поляризация при двойном лучепреломлении. Поляризационные устройства. Пластинки " l/4", " l/2" и " l".

Интерференция поляризованных волн при прохождении через кристаллы. Искусственная анизотропия, создаваемая деформациями и электрическим полем.

Вращение плоскости поляризации в кристаллических телах и аморфных веществах. Элементарная феноменологическая теория. Оптическая изомерия.

Излучение абсолютно черного тела. Закон смещения Вина, Стефана-Больцмана. Элементарная квантовая теория. Спонтанные и вынужденные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Вывод формулы Планка по Эйнштейну.

Лектор:

проф. Фишман А. И. 2 мая 2013 г.