Волновая оптика.
Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение. Принцип суперпозиции волн. Пакет волн. Групповая скорость.
Интерференция волн. Стоячие волны.
Дифференциальное уравнение электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга. Волновое уравнение.
Шкала электромагнитных волн. Предмет оптики. Законы геометрической оптики. Плоскость падения.
Принципы Гюйгенса-Френеля и Ферма. Миражи. Принцип Ферма и закон отражения.
Принцип Ферма и закон преломления. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет, виды поляризации. Монохроматичность волн и поляризация.
Способы поляризации. Поляроиды и поляризационные призмы Николя и Фуко. Закон Брюстера. Поляризатор и анализатор. Степень поляризации света. Закон Малюса.
Оптически активные вещества. Одноосные кристаллы. Вращение плоскости поляризации. Двойное лучепреломление. Главное сечение кристалла. Обыкновенные и необыкновенные волны в анизотропных кристаллах.
Условия интерференции света. Когерентность и монохроматических волн. Расчёт интерференционной картин от двух источников. Возможность наблюдения интерференции: опыт Юнга, бипризма Френеля, оптическая система Ньютона.
Интерференция света при отражении от тонких плёнок. Полосы равного наклона и раной толщины. Кольца Ньютона. Интерферометр Майкельсона.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии, на диске. Дифракция Фраунгофера (дифракция на щели). Дифракционная решётка. Дифракция на одно-, двух-, трёхмерных структурах. Уравнение Вульфа-Бреггов. Понятие о голографии.
Распространение света в веществе. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии. Формула Зельмайера. Нормальная и аномальная дисперсия.
Тепловые явления. Основы квантовой теории. Атомная физика.
Тепловое излучение и поглощение электромагнитных волн веществом. Тепловое равновесие тел. Абсолютно чёрное тело. Ультрафиолетовая катастрофа.
Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана и смещение Вина.
Поглощательная способность абсолютно чёрного тела. Законы Релея-Джинса и Вина.
Гипотеза Планка. Квантовая теория теплового излучения. Закон Планка.
Квантовые свойства света. Фотоэффект. Основные законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.
Фотон. Энергия и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона.
Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов на кристаллах.
Соотношение неопределённости Гейзенбрга для: координат и импульса (инструментальный подход), энергии и времени. Невозможность одновременного измерения двух величин в квантовой физике.
Понятие траектории в квантовой физике. Соотношение неопределённости Гейзенберга и стабильность атома. Туннельный эффект, условие его наблюдения. Задание состояния квантовой частицы. Волновая функция, её статистический смысл. Условие нормировки.
Общее уравнение Шредингера. Собственные значения энергии. Собственные функции.
Стационарное уравнение Шредингера и его решение. Основные положения философии квантовой теории.
Уравнения Шредингера для свободной частицы, для электрона в потенциальной яме, при прохождении частицы через потенциальный барьер, для гармонического осциллятора.
Строение атома. Модель Томсона. Опыты Резерфорда. Модель Резерфорда. Несостоятельность классического подхода к построению модели атома.
Спектральные закономерности излучения атома водорода.
Теория Бора. Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца.
Спектр атома водорода по теории Бора. Потенциал ионизации.
Правила отбора. Спектры атома водорода. Серии излучения и поглощения атома водорода в квантовой механике.
Опыты Штерна и Герлаха. Спин. Принцип тождественности в квантовой механике.
Принцип Паули. Строение свойства электронных оболочек многоэлектронных атомов. Периодическая система Менделеева.
Состав и свойства атомных ядер. Нуклоны: нейтроны, протоны. Массовое и зарядное число. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Типы распада.