Волновая оптика

Световые волны, их особенности. Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение.

Интерференция волн

Принцип суперпозиции для световых волн. Интерференция плоских и сферических монохроматических волн. Одномерная решетка из источников сферических или цилиндрических монохроматических волн. Когерентность.

Временное и спектральное рассмотрение интерференционных явлений. Примеры использования интерференционных явлений. Интерферометры.

Дифракция волн

Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на круглом отверстии, дифракция на одной и многих параллельных щелях. Дифракционная решетка. Спектральное разложение. Разрешающая способность спектральных приборов. Дифракция рентгеновских лучей. Принцип голографии.

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом

Модель среды с дисперсией. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсии. Групповая скорость. Поглощение волн. Поведение волн на границе раздела двух сред. Понятие о волноводах. Анизотропные среды. Элементы кристаллооптики. Электрооптические и магнитооптические явления. Элементы нелинейной оптики: самофокусировка света, генерация оптических гармоник.

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Квантовая оптика

Противоречия классической физики. Тепловое равновесное излучение. Фотоэлектрический эффект. Стабильность и размеры атомов. Гипотеза Планка. Эффект Комптона. Фотоны. Энергия и импульс фотонов. Корпускулярно-волновой дуализм природы света.

Волновые свойства микрочастиц

Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов: опыты Дэвиссона и Джермера, Тарковского. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Наборы одновременно измеримых величин. Туннельный эффект.

Временное и стационарное уравнения Шрёдингера. Волновая функция, её статистический смысл. Амплитуда вероятностей. Операторы. Суперпозиция состояний в квантовой теории. Частица в одномерной потенциальной яме. Принцип соответствия. Гармонический осциллятор.

Атомы и молекулы

Частица в сферически симметричном поле. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Потенциалы возбуждения и ионизации. Спектры водородоподобных атомов. Пространственное распределение электронов в атомах. Квантовые числа. Принцип Паули. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.

Физическая природа химической связи молекул. Ионная и ковалентная связи. Электронная, колебательная и вращательная структуры молекулярных спектров.

Элементы квантовой электроники

Спонтанное и вынужденное излучение. Коэффициенты Эйнштейна. Принцип работы квантового генератора. Типы лазеров: газоразрядные, твердотельные, лазеры на красителях и т. д.

Ядерная физика

Атомное ядро. Строение атомных ядер. Феноменологические модели ядра. Ядерные реакции. Порог реакции. Механизмы ядерных реакций. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивных превращений, период полураспада. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Термоядерные реакции.

Элементарные частицы. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. Иерархия взаимодействий. Стандартная модель элементарных частиц. КЭД и КХД. Великое объединение. Современная физическая картина мира