Хвильова і квантова оптика

1. Розвиток поглядів на природу світла. Тривалий час паралельно існувало дві теорії: хвильова теорія Гюйгенса (згідно з якою світло є потоком механічних хвиль) і корпускулярна теорія Ньютона (згідно з якою світло є потоком частинок - корпускул). В другій половині ХІХ ст.. Дж. Максвел довів, що світло – це електромагнітні хвилі. А в 1905р. Ейнштейн пояснюючи явище фотоефекту знову повернувся до квантової теорії світла, довівши, що світло випромінюється, поширюється і поглинається окремими порціями – квантами. Тому на початку ХХ ст.. вчені прийшли до висновку, що світло має двоїсту природу (корпускулярно-хвильовий дуалізм): в одних випадках веде себе як електромагнітні хвилі, в інших як потік частинок – фотонів.

2. Корпускулярно-хвильовий дуалізм – прояв у природі одного і того самого об’єкта залежно від умов експерименту як корпускулярних, так і хвильових властивостей.

Корпускулярно-хвильовий дуалізм є універсальною властивістю не тільки світла, а й будь-яких матеріальних об’єктів (в мікросвіті він властивий як для поля –електромагнітні хвилі, так і для речовини – елементарні частинки, тобто «стирається» межа між речовиною і полем)

3. Світло – це електромагнітні хвилі в діапазоні частот або в діапазоні довжин хвиль (відповідно від фіолетового до червоного кольору)

4. Джерело світла – тіло або пристрій, що перетворює будь-який вид енергії в електромагнітну енергію оптичного діапазону.

5. Класифікація джерел випромінювання

   • За механізмом випромінювання: теплові і люмінесцентні.

   • Точкові (джерела світла розмірами яких можна знехтувати в порівнянні з відстанню до освітлюваного об’єкта ) і протяжні

   • Природні і штучні

6. Приймачі світла – тіло або пристрій, що виявляє або вимірює світлове випромінювання.

7. Поглинання світла – зменшення енергії світлової хвилі, яке відбувається в міру проникнення її вглиб речовини.

8. Прозоре середовище – середовище в якому світло може поширюватись на значні відстані мало ослаблюючись (поглинаючись).

9. Непрозоре середовище - середовище, в якому світло не може поширюватись на значні відстані внаслідок інтенсивного поглинання світлової енергії речовиною.

10. Принцип Ферма: світло поширюється з початкової точки в кінцеву таким чином, щоб час поширення світлової хвилі був мінімальним.

11. Закон відбивання електромагнітних хвиль: падаючий та відбитий промені і перпендикуляр, проведений в точку падіння лежать в одній площині; кут падіння дорівнює куту відбивання

12. Заломлення хвиль – зміна напрямку поширення хвилі при переході з одного середовища в інше.

13. Причини заломлення хвиль: зміна швидкості хвилі при переході з одного середовища в інше.

14. Закон заломлення електромагнітних хвиль: падаючий та заломлений промені і перпендикуляр, проведений в точку падіння лежать в одній площині; відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення для двох даних середовищ є величиною сталою

15. Відносний показник заломлення - фізична величина, що показує в скільки разів змінюється швидкість електромагнітних хвиль при переході з одного середовища в інше.