- •1) Основные законы геометрической оптики
- •2) Зеркала. Построение изображений в зеркалах.
- •3)Формула тонкой линзы. Рассеивающие и собирающие линзы. Построение изображений в линзах и зеркалах.
- •4) Лупа, микроскоп, телескоп.
- •5) Интерференция света. Когерентность световых волн. Степень монохроматичности световых волн. Время и длина когерентности. Длина пространственной когерентности.
- •6) Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников. Оптическая длина пути.
- •7) Интерференция света в тонких пленках. Полосы равного наклона, полосы равной толщины.
- •8) Просветление оптики. Применения интерференции
- •9) Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.
- •11) Дифракционная решетка и спектральное разложение. Критерий Рэлея для разрешения спектральных линий. Разрешающая способность оптических и спектральных приборов.
- •12) Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэггов для дифракции рентгеновских лучей. Основы рентгеноструктурного анализа.
- •13) Понятие о голографии. Применения голографии.
- •14) Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.
- •15) Поляризация света при отражении от диэлектрика. Угол Брюстера. Физический смысл закона Брюстера.
- •16) Изотропные и анизотропные среды. Оптическая анизотропия. Двойное лучепреломление. Одноосные кристаллы.
- •17)Ход лучей в поляризационной призме Николя.
- •18) Линейный дихроизм и поляроиды.
- •19. Вращение плоскости поляризации. Оптическая активность.
- •20. Интерференция поляризованного света. Применение поляризованного света.
- •21.Искусственная анизотропия под действием механических напряжений. Явление фотоупругости.
- •22.Электрооптические и магнитооптические явления (эффект Керра и эффект Коттон- Мутона)
- •23.Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Спектры поглощения.
- •24. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсии.
- •25. Групповая и фазовая скорости. Электронная теория дисперсии света.
- •26.Рассеяние света (явление Тиндаля, закон Рэлея). Излучение Вавилова-Черепкова. Эффект Допплера.
- •27.Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Правило Прево и закон Кирхгофа
- •28.Законы излучения абсолютно черного тела: закон Стефана-Больцмана, закон смещения Вина. Противоречия классической физики
- •30.Внешний фотоэффект, законы Столетова для фотоэффекта. Энергия и импульс световых квантов. Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
- •31) Давление света. Опыты Лебедева. Квантовое и волновое объяснения давления света.
- •32) Эксперименты, подтверждающие квантовый характер излучения. Линейчатые спектры атомов. Опыт Франка и Герца. Опыт Штерна и Герлаха. Эффект Зеемана. Эффект Штарка.
- •33) Постулаты бора. Опыты Резерфорда.
- •34)Стационарное уравнение Шредингера для атома водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Главное, орбитальное и магнитное квантовые числа. Спин электрона. Спиновое квантовое число.
5) Интерференция света. Когерентность световых волн. Степень монохроматичности световых волн. Время и длина когерентности. Длина пространственной когерентности.
Интерференция света – это явление наложения волн от двух или нескольких когерентных источников, в результате которых происходит перераспределение энергии этих волн в пространстве. В области перекрытия волн колебания налагаются друг на друга, происходит сложение волн , в результате чего колебания в одних местах получаются более сильные , а в других- более слабые . В каждой точке среды результирующее колебание будет суммой всех колебаний, дошедших до данной точки. Результирующее колебание в каждой точке среды имеет постоянную во времени амплитуду , зависящую от расстояний точки среды от источников колебаний. Такого рода сложение колебаний называется интерференцией от когерентных источников.
Схема осуществления интерференции света по методу Юнга . Источником света служит ярко освещенная узкая щель S в экране А1. Свет от нее падает на второй непрозрачный экран А2 , в котором имеются две одинаковые узкие щели S1 и S 2 , параллельные S. В пространстве за экраном А2 распространяются 2 сис-мы цилиндрических волн, интерференция которых наблюдается на экране Э. Видимость интерференционных полос при небольших разностях хода определяется степенью согласованности протекания колебаний в точках щелей S1 и S 2 , которые можно рассматривать в качестве “источников ” интерферирующих на экран волн.
Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колеблющихся или волновых процессов.
Условия max
2п*ΔL / λ= 2п ΔL=m*λ m=0.1.2.3.4….
δ=2п*m
Условия min
Δ=(2m+1)*λ/2 δ=(2m+1)*п
m=0.1.2…..
Произведение геометрического пути на показатель преломления среды наз. оптической длиной пути.
L1=S1N1 L2=S2 N2 L1-L2=Δ
Монохроматический свет (от моно... и греч. Chroma — цвет), электромагнитная волна одной определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот, непосредственно воспринимаемых человеческим глазом .
Количественной мерой монохроматичности является ширина спектральной линии. Степень монохроматичности dn одномодового лазера определяется шириной линии генерации возбужденной моды Δν на частоте ν : dn ≈ Δν/ ν
Теоретический предел для Δν , определяемый квантовыми флуктуациями, чрезвычайно мал и для различных лазеров непрерывного действия лежит в пределах от долей герца до десятков килогерц.
Время когерентности – время, по истечении которого разность фаз волны в некоторой, но одной и той же точке пространства изменяется на π. Волна с циклической частотой ω и фазовой скоростью υ распространяется за это время на расстояние lког.= υ*τког.=π*υ/∆ω где lког – длина когерентности – расстояние между точками, разность фаз в которых π. Таким образом, длина когерентности есть расстояние, при прохождении которого две или несколько волн утрачивают когерентность. Отсюда следует, что наблюдение интерференции света возможно лишь при оптических разностях хода, которые меньше длины когерентности для используемого источника света.
Время и длина когерентности. Длина пространственной когерентности.
Если в какой-то момент времени волны были в фазе, через некоторое время τког разность фаз будет уже равна π. Такую волну можно приближенно считать монохроматической только в течение времени ∆τ<< τког.=π/∆ω Время когерентности – время, по истечении которого разность фаз волны в некоторой, но одной и той же точке пространства изменяется на π. Два источника, размеры и взаимное расположение которых позволяют наблюдать интерференцию, называются пространственно-когерентными. Радиусом когерентности (или длиной пространственной когерентности) называется максимальное, поперечное направлению распространения волны расстояние, на котором возможно проявление интерференции. Таким образом, пространственная когерентность определится радиусом когерентности:
rког.~λ/φ где λ – длина волны света, φ – угловой размер источника. Для того чтобы увеличить радиус когерентности или длину пространственной когерентности, необходимо световые лучи пропускать через очень малое отверстие в непрозрачном экране.