МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

В.М. Полунин, О.В. Лобова

О ВОЛНОВОЙ И КВАНТОВОЙ

КОНЦЕПЦИЯХ ОПТИКИ

Курск 2013

УДК

ББК Г

П 5

Рецензенты:

Полунин, В.М., Лобова, О.В.

О волновой и квантовой концепциях оптики [Текст]: учебное пособие/ В.М. Полунин, О.В. Лобова. Юго-Западный государственный университет. Курск, 2013. 73 с.

В учебном пособии рассматриваются основные понятия и законы геометрической оптики, волновой характер света, взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, дуализм материи, законы радиоактивных превращений.

Пособие предназначено для студентов инженерных, инженерно-экономических и медицинских специальностей.

УДК

ББК Г

П

ISBN

Курский государственный

технический университет, 2007

Оглавление

Предисловие ………….....…………………………..….……….….......5

Введение……………………………………………..….……….….…..6

1. Основные понятия и законы геометрической оптики......................9

2. Волновой характер света………………………...…….…...............12

2.1. Интерференция когерентных волн………………………………12

2.1.1. Условия максимума и минимума интерференции

когерентных волн...……………………………………………..12

2.1.2. Интерференция при отражении света

от тонких пластинок...………………………………………......14

2.1.3. Интерференция в тонком клине………………………………..15

2.1.4. Интерферометр Майкельсона…..………………………..…….16

2.1.5. Интерференционные рефрактометры..………………………..17

2.2. Дифракция света………………………………………………...18

2.2.1. Принцип Гюйгенса – Френеля…………………………………18

2.2.2. Зоны Френеля…………………………………………………...19

2.2.3. Дифракция Фраунгофера от щели……………….…………….21

2.2.4. Дифракционная решётка……………………………………….22

2.2.5. Дифракция рентгеновских лучей……………………………...24

2.2.6. Голография……………………………………………………...25

2.3. Поляризация света………………………………………………..26

2.3.1. Естественный и поляризованный свет.

Явление двойного лучепреломления………………………….26

2.3.2.Способы получения поляризованного света…………………..29

2.3.3. Закон Брюстера………………………………………………….30

2.3.4. Закон Малюса…………………………………………………...32

2.3.5. Вращение плоскости поляризации………………………….....33

3. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом….34

3.1. Взаимодействие света с веществом……………………………...34

3.2. Классическая теория дисперсии………………………………....35

3.3. Тепловое излучение, его характеристика.

Абсолютно чёрное тело………………………………………….37

3.4. Тепловое равновесие, закон Кирхгофа…………………………39

3.5. Рассеяние света. Закон Рэлея……………………………………40

3.6. Поглощение света. Закон Бугера – Ламберта…………………..41

4. Дуализм материи ..…………………………………………….....42

4.1. Закономерности излучения абсолютно чёрного тела………….42

4.2. Эффект Комптона………………………………………………...43

4.3. Фотоэлектрический эффект и природа электромагнитного

излучения…………………………………………………………44

4.4. Гипотеза де Бройля. ……………………………………………...46

4.5. Дифракция электронов. Опыт Дэвисона и Джермера………….47

4.6. Соотношение неопределённостей…………………………….....48

4.7. Волновая функция. Уравнение Шредингера……………………49

4.8. Электрон в «потенциальной яме». Квантование энергии……...51

4.9 Теория атома водорода по Бору…………………………………..52

4.9.1.Модель атома Резерфорда………………………………………52

4.9.2. Линейчатый спектр атома водорода…………………………...53

4.9.3.Строение атома. Постулаты Бора………………………………54

4.9.4. Спектр атома водорода по Бору……………………………….55

4.9.5. Опыт Франка и Герца…………………………………………..57

5. Радиоактивные превращения ……………………………………59

5.1. Состав атомного ядра, энергия связи ядра, законы

радиоактивных превращений……………………………………59

5.2. Кинетика естественного радиоактивного распада….………….62

5.3. Ядерные реакции и их классификация……………….…………63

5.4. Управляемая реакция деления ядер…………………….……….64

5.5. Использование ядерных превращений …………………………66

5.5.1. Ядерная энергетика…………………………………………….66

5.5.2. Атомная бомба………………………………………………….69

5.5.3. Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых

термоядерных реакций…………………………………………69

Заключение…………………………………………………………….70

Библиографический список…………………………………………..71