- •1.1 Волновое уравнение для электромагнитной волны. Скорость распространения волны. Основные свойства электромагнитных волн.
- •1.2 Уравнение плоской и сферической электромагнитной волны. Интенсивность и ее связь с амплитудой волны.
- •2.1 Световая волна. Показатель преломления среды. Законы геометрической оптики.
- •2.2 Оптическая длина пути. Принцип Ферма. Таутохронность.
- •2.3 Формула тонкой линзы, построение изображений в плоских зеркалах и линзах.
- •3.1 Принцип суперпозиции волн. Интенсивность при сложении двух волн.
- •3.2 Расчет интерференционной картины от двух источников. Ширина полосы и количество наблюдаемых полос.
- •3.3 Способы получения когерентных источников в оптике: бизеркала Френеля, зеркало Ллойда, бипризма Френеля, билинза Бийе.
- •3.4 Влияние немонохроматичности и размера источника на видимость интерференционной картины.
- •3.5 Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Кольца Ньютона.
- •4.1 Дифракция света. Дифракция Френеля и Дифракция Фраунгофера.
- •4.2 Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Векторные диаграммы.
- •4.3 Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
- •4 .4 Дифракция Фраунгофера на длинной щели и двух щелях.
- •4.5 Дифракционная решетка. Угловая дисперсия и разрешающая способность решетки.
- •5.1 Естественный и поляризованный свет. Типы поляризации. Степень поляризации.
- •5.2 Поляризаторы и анализаторы. Прохождение света через совершенные и несовершенные поляризаторы. Закон Малюса.
- •5.3 Поляризация света при отражении. Закон Брюстера.
- •5.4 Прохождение света через антизотропную среду. Одноосные кристаллы. Обыкновенная и необыкновенная волны.
- •5.5Интерференция поляризованных волн.
- •5.6 Искусственная анизотропия. Эффект Керра. Вращение плоскости поляризации (оптическая активность, эффект Фарадея).
- •6.1 Поглощение света. Рассеяние света. Дисперсия света.
- •6.2 Тепловое излучение, его характеристики и законы.
- •6.3 Квантовая гипотеза Планка, формула Планка.
- •7.1 Фотоны. Энергия и импульс фотона
- •7.2 Внешний фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна и объяснение на ее основе законов фотоэффекта.
- •7.3 Эффект Комптона.
- •7.4 Гипотеза де Бройля. Опыты Девиссона-Джермера. Дифракция электронов.
- •7.5 Неприменимость понятия траектории к микрочастицам. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •7.6 Задание состояния частицы в квантовой механике. Волновая функция и её статистический смысл. Нормировка.
- •7.7 Стационарные состояния. Временное и сционарное уравнение Шредингера.
- •7.8 Частица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме. Волновые функции и квантование энергии.
- •7.9. Гармонический осциллятор в квантовой механике.
- •7.10. Прохождение частицы через одномерный потенциальный барьер. Туннельный эффект.
- •7.11. Теория Бора для атома водорода. Экспериментальное подтверждение постулатов Бора. Опыт Франка и Герца.
- •7.12. Квантомеханическая модель атома водорода. Квантовые числа. Энергия, момент импульса и его проекция для электрона в атоме водорода. Спектральные серии атома водорода.
- •Образование атома водорода и его спектр излучения
- •7.13. Пространственное квантование. Опыт Штерна-Герлаха. Спин электрона.
- •7.14. Принцип запрета Паули. Периодическая система элементов. Распределение электронов по оболочкам и подоболочкам в атоме.
5.5Интерференция поляризованных волн.
Интерференция поляризованных волн - явление, возникающее при сложении когерентных поляризованных световых колебаний. Наибольший контраст интерференционной картины наблюдается при сложении колебаний одного вида поляризации с совпадающими азимутами. Ортогональные колебания не интерферируют. Так, при сложении двух линейно поляризованных взаимно перпендикулярных колебаний в общем случае возникает эллиптически поляризованное колебание, интенсивность которого равна сумме интенсивностей исходных колебаний.
5.6 Искусственная анизотропия. Эффект Керра. Вращение плоскости поляризации (оптическая активность, эффект Фарадея).
Искусственная
анизотропия -
При
одностороннем растяжении или сжатии
тело становится подобным одноосному
кристаллу с оптической осью, параллельной
направлению приложенной силы. Мерой
оптической анизотропии служит разность
показателей преломления обыкновенного
и необыкновенного лучей. Эта разность
пропорциональна напряжению
в
данной точке тела, от которого будет
зависеть разность показателей
преломления:
,
где k – коэффициент пропорциональности,
зависящий от свойств вещества.
Вращение плоскости поляризации поперечной волны — физическое явление, заключающееся в повороте поляризационного вектора линейно-поляризованной поперечной волны вокруг её волнового вектора при прохождении волны через анизотропную среду. Волна может быть электромагнитной, акустической, гравитационной и т. д., причиной поворота плоскости поляризации является набег разности фаз между циркулярно поляризованными составляющими линейно-поляризованной волны при её распространении в циркулярно-анизотропной среде. Для электромагнитных колебаний такая среда называется оптически активной (или гиротропной), для упругих поперечных волн — акустически активной. Известен также поворот плоскости поляризации при отражении от анизотропной среды.
Оптическая активность — это способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения. Метод исследования оптической активности — поляриметрия. Оптически активные вещества подразделяются на 2 типа: оптически активные в любом агрегатном состоянии (сахара, камфора – из-за асимметричного строениея молекул) и активные только в кристаллической фазе (кварц, киноварь – из-за специфической ориентации молекул в ячейках кристалла).
Эффект Керра — изменение значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряженности приложенного электрического поля.
Эффект Фарадея – при распространении линейно поляризованного света через оптически неактивное вещество, находящееся в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости поляризации света.
6.1 Поглощение света. Рассеяние света. Дисперсия света.
ПОГЛОЩЕНИЕ
СВЕТА
- уменьшение светового потока, проходящего
через вещество, вследствие превращения
части света в другие формы энергии.
Характеризуется коэффициентом поглощения
,
составляющим отношение светового
потока, поглощенного веществом, к
световому потоку, падающему на поверхность:
,
где
F0
- световой поток, падающий на тело; Fα -
световой поток, поглощенный телом; Fρ -
световой поток, отраженный телом; Fτ -
световой поток, прошедший через тело.
Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит изменение пространственного распределения, частоты, поляризации оптического излучения.
Дисперсия света— явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты света (зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны).
