78. Запишіть систему рівнянь Максвелла та прокоментуйте їх фізичний зміст.

СГС	СІ

1. Електричний заряд є джерелом електричної індукції.

2. Магнітних зарядів не існує.

3. Зміна магнітної індукції породжує вихрове електричне поле.

4. Електричний струм та зміна електричної індукції породжує вихрове магнітне поле.

79. Сформулюйте теорему Пойтінга.

Теорема Пойнтінга – теорема, яка описує закон збереження енергії електромагнітного поля. ,

де u – густина енергії ( ),

S – вектор Пойнтінга, Е – електричне поле, J – густина струму.

Теорема Пойнтінга в інтегральній формі:

80. Основні положення класичної електронної теорії металів Друде-Лоренца.

1) у металах носіями струму є електрони; 2) електрони створюють електронний газ, що підкорюється законам ідеального газу; 3) кожен атом одновалентного металу віддає один валентний електрон; 4) електрони поводять себе як молекули ідеального газу.

Вікіпедія-версія: 1) В інтервалі між зіткненнями не враховується взаємодія електрона з іншими електронами та іонами. 2) Зіткнення - це миттєві події, які раптово змінюють швидкість електрона. 3) Передбачається, що за одиницю часу електрон зазнає зіткнення (тобто раптова зміна швидкості) з імовірністю 1/τ. 4)Передбачається, що електрони переходять у стан теплової рівноваги зі своїм оточенням виключно завдяки зіткненням.

Оптика

81. В чому полягає метод застосування головних площин, запропонований Гауссом для опису лінз і оптичних систем?

Об’єкт, що знаходиться в одній із головних площин дасть в іншій рівне по величині пряме зображення. Знаючи положення головних і фокальних точок, можна знайти зображення будь-якого предмета, котре дає оптична система.

Теорія Гауса встановлює кардинальні точки та кардинальні площини, введення яких повністю описує всі властивості оптичної системи і дозволяє користуватись нею, не розглядаючи реального ходу променів в самій системі. (коваленко)

82. Дайте визначення світловому і енергетичному потокам?

Потік – це потужність, що переноситься у вигляді випромінювання і яку вимірюють відношенням енергії випромінювання до тривалості переносу, що значно перевищує період коливань. Якщо виміряний у видимій ділянці спектру потік пов’язують із спектральною чутливістю людського ока, то застосовують термін «світловий потік». У разі вимірювання потоку за допомогою об’єктивних приладів кажуть про «енергетичний потік».

Світловий потік є величиною, пропорційною енергетичному потоку випромінювання, оціненому в відповідності з відносною спектральною чуттєвістю усередненого людського ока. Позначають Ф_v , одиницею вимірювання в СІ є люмен.

Енергетичний потік - величина, яка характеризує переносиму оптичним випромінюванням потужність через певну поверхню. Рівний відношенню енергії випромінювання, яку переносить випромінювання через поверхню до часу переносу. Позначається Ф_е , одиницею вимірювання в СІ є ватт

83. Яке випромінювання називається когерентним?

Когерентне випромінювання – випромінювання, при якому різниця фаз між випромінюваними хвилями постійна у часі та просторі.

Випромінювання називається когерентним, якщо у ньому зберігається різниця між фазами коливань в часі і воно має однакову довжину (частоту).

84. Запишіть рівняння дифракційної гратки.

, де α-кут дифракції, d-період гратки, θ-кут падіння променів на гратку, k-порядок дифракційного максимуму, відрахований від центру дифракційної картинки (k = 0, ±1, ±2, ...), λ-довжина хвилі падаючого випромінювання

85. Назвіть відомі вам способи збільшити роздільну здатність мікроскопу.

Межа роздільної здатністі мікроскопу . Для покращення роздільної здатності треба: 1) використовувати для опромінення зразків світло з якомога меншою довжиною хвилі (перехід до ультрафіолету) 2) Використовувати лінзи з якомога більшою апертурою (в основному, за рахунок використання імерсійних рідин [середовища, в якому знаходиться лінза, з якомога більшим показником заломлення])

86. Де в лінзі розташована площина з просторовим фур`є-образом предмета?

У задній фокальній площині лінзи.

Розподіл амплітуд у фокальній площині лінзи з точністю до несуттєвих для дифракційної картини фазових та масштабних множників є образом Фурьє розподілом амплітуд на вході в лінзу,тобто лінза є елементом,який виконує перетворення Фурьє

87. Що означає комплексний характер показника заломлення речовини?

Комплексний показник заломлення ν=n-ix вказує на наявність у речовині не тільки заломлення (n – головний показник заломлення), а й затухання (x – головний показник затухання). Використовується, наприклад, для оцінки оптичних властивостей металів.

88. Що таке додатний анізотропний кристал (рисунок)?

Д одатній анізотропний кристал – одновісний кристал, у якого швидкість розповсюдження звичайного променя (V₀) більша за швидкість розповсюдження незвичайного (V_е). (і, відповідно, показники заломлення n₀<n_e)

89. Дайте визначення λ/4- фазовій пластинки (формула).

Пластинка, яка формує наступний зсув фази:

де – показники заломлення звичайної і незвичайної хвиль, d– товщина пластинки, m–ціле число, λ – довжина хвилі, k– хвильове число.

90. Чому небо синє, а туман білий (1 речення) ?

1) Тому, що у верхніх шарах атмосфери переважає Релеївське (обернено пропорційне λ⁴) розсіяння, а туман являє собою звичайні центри розсіяння з різним показником заломлення.

2) Туман білий через те, що інтенсивність розсіяного світла при розсіюванні на частинках, розміри яких значно більші за довжину хвилі, не залежить від довжини хвилі, а небо синє через те, що інтенсивність розсіяного світла при розсіюванні на частинках, розміри яких менші за λ обернено пропорційна λ⁴

3) Небо синє, оскільки повітря сильніше розсіює світло з короткими довжинами хвиль (не фіолетове, бо до нього око менш чутливе), а туман білий за рахунок розсіяння світла на краплях води (вони рівномірно розсіюють світло у всьому інтервалі хвиль, що сприймає око).