- •Волновое уравнение электромагнитной волны, решение волнового уравнения. Амплитуда, частота, волновой фронт, поляризация и энергия электромагнитной волны.
- •Когерентность и интерференция световых волн.
- •Полосы равной толщины и полосы равного наклона.
- •Дифракция света. Дифракция сферической волны на круглом отверстии. Зоны Френеля.
- •Преломление и отражение света на границе двух сред. Интерверенция поляризованных лучей.
- •Амплитудный и энергетический коэффициент отражения. Зависимость коэффициента отражения от угла падения. Угол Брюстера.
- •Поляризация света. Поляризация при отражении и преломлении света.
- •Закон Малюса. Степень поляризации.
- •Основные фотометрические величины. Поглощение света веществом.
- •Оптические постоянные вещества в области полос поглощения. Аномальная дисперсия.
- •Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа.
- •Абсолютно чёрное тело. Законы его излучения. Оптическая пирометрия.
- •Квантовая природа излучения. Квант энергии электромагнитного излучения.
- •Постулаты Эйнштейна теории относительности. Фотон, масса и импульс фотона.
- •Эффект Комптона, внешний и внутренний фотоэффект. Закон сохранения энергии и импульса при взаимодействии фотона с веществом.
- •Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц, волны де-Бройля.
- •Масса и энергия релятивистских частиц. Соотношение неопределенностей.
- •Волновая функция. Принцип суперпозиции. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
- •Энергетические уровни, волновые функции и квантовые числа атомов на примере атома водорода.
- •Спектральные серии излучения атома водорода. Правила отбора для дипольных переходов.
- •Магнитный момент атома, его связь с орбитальным моментом. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона.
- •Основы зонной теории твердых тел (металлы, полупроводники и диэлектрики).
- •Собственные и примесные полупроводники. Свободные и связанные заряды.
- •Прохождение частиц сквозь потенциальный барьер.
- •Строение и основные свойства атомного ядра.
Волновое уравнение электромагнитной волны, решение волнового уравнения. Амплитуда, частота, волновой фронт, поляризация и энергия электромагнитной волны.
Когерентность и интерференция световых волн.
Термин когерентность волн характеризует способность волн при наложении интерферировать. Волны называются когерентными, если при их наложении возникает интерференционная картина и некогерентными, если при их наложении интенсивности волн суммируются и интерференционная картина не возникает. Волны когерентны, если разность фаз между ними остается постоянной во время наблюдения. Для некогерентных волн разность фаз между ними хаотически изменяется во времени. Интерференцией света называется наложение двух или более волн, при котором происходит пространственное перераспределение интенсивности света, наблюдаемое в виде темных и светлых полос. Интерференцией света называется наложение двух или более волн, при котором происходит пространственное перераспределение интенсивности света, наблюдаемое в виде темных и светлых полос.
Возникновение интерференции связано, во-первых, с тем, что для векторов напряженности электрических полей, описывающих электромагнитные волны, выполняется принцип суперпозиции. Так при наложении двух волн, каждая из которых создает в точке наблюдения соответственно электрические поля напряженностью E1 и E2, результирующая напряженность в точке наложения будет равна: Ep = E1 + E2 Возникновение интерференции связано с тем, что все регистрирующие приборы, в том числе и человеческий глаз, регистрируют не величину напряженности электрического поля, а величину усредненного по времени потока энергии волны, которая характеризуется интенсивностью света (I), равной квадрату амплитуды напряженности электрического поля волны E0: I = E02
Интерференционные полосы, методы наблюдения интерференционных полос. Применение интерференции.
При падении световой волны на тонкую прозрачную пластину происходит отражение от обеих поверхностей. В результате возникают две световые волны, которые при известных условиях могут интерферировать. Лучи 1 и 2 будут давать интерференцию в отраженном свете, а 1’ и 2’- в походящем. В отраженном свете интенсивности одинаковы , следовательно интерференция контрастна, а в проходящем свете интерференция размазана, т. к. значительно больше. Классическим примером полос равной толщины являются кольца Ньютона. Они соблюдаются при отражении света от соприкасающихся друг с другом плоскопараллельной стеклянной пластины и плоско-выпуклой линзы с большим радиусом кривизны. Роль тонкой пленки, от поверхностей которой отражаются когерентные волны, играет воздушный зазор между пластинкой и линзой. При нормальном падении света полосы равной толщины имеют вид концентрических окружностей, при наклонном падении- эллипсов. Найдем радиусы колец при нормальном падении света. Т. к. , -для светлых, - для темных. , чем больше m , тем теснее расположены кольца. Для светлых колец . Более точный результат, если брать разность двух колец .