- •Содержание:
- •1.1. Физические основы механики
- •1.1.1. Пояснение к рабочей программе
- •1.1.2. Основные формулы
- •1.1.3. Примеры решения задач по механике
- •1.2. Электричество и магнетизм
- •1.2.1. Пояснение к рабочей программе
- •1.2.2. Основные формулы
- •1.2.3. Примеры решения задач по электричеству и магнетизму
- •1.3. Колебания. Волны
- •1.3.1. Пояснение к рабочей программе
- •1.3.2. Основные формулы
- •1.3.3. Примеры решения задач по колебаниям и волнам
- •1.4. Оптика
- •1.4.1. Пояснение к рабочей программе
- •1.4.2. Основные формулы
- •1.4.3. Примеры решения задач по оптике
- •1.5. Статистическая физика и термодинамика.
- •1.5.1. Пояснение к рабочей программе
- •1.5.2. Основные формулы
- •1.5.3. Примеры решения задач по статистической физике и термодинамике
- •1.6. Квантовая физика
- •1.6.1. Пояснение к рабочей программе
- •1.6.2. Основные формулы
- •1.6.3. Примеры решения задач по квантовой физике
1.4. Оптика
1.4.1. Пояснение к рабочей программе
Оптика - это раздел физики, изучающий природу светового излучения, его распространение и взаимодействие с веществом. Световые волны - это электромагнитные волны. Длина волны световых волн заключена в интервале [0,4·10-6 м ÷ 0,76·10-6 м]. Волны такого диапазона воспринимаются человеческим глазом.
Свет распространяется вдоль линий, называемых лучами. В приближении лучевой (или геометрической) оптики пренебрегают конечностью длин волн света, полагая, что λ→0. Необходимо изучить законы геометрической оптики (в контрольной работе это задачи 401-410).
Геометрическая оптика во многих случаях позволяет достаточно хорошо рассчитать оптическую систему. Простейшей оптической системой является линза (в контрольной работе это задачи 411-420).
При изучении интерференции света следует помнить, что интерференция наблюдается только от когерентных источников и что интерференция связана с перераспределением энергии в пространстве. Здесь важно уметь правильно записывать условие максимума и минимума интенсивности света и обратить внимание на такие вопросы, как цвета тонких пленок, полосы равной толщины и равного наклона (в контрольной работе это задачи 421-430).
При изучении явления дифракции света необходимо уяснить принцип Гюйгенса-Френеля, метод зон Френеля, понимать, как описать дифракционную картину на одной щели и на дифракционной решетке (в контрольной работе это задачи 431-440).
При изучении явления поляризации света нужно понимать, что в основе этого явления лежит поперечность световых волн. Следует обратить внимание на способы получения поляризованного света и на законы Брюстера и Малюса (в контрольной работе это задачи 441-450).
При изучении темы "Взаимодействие света с веществом" необходимо рассмотреть следующие явления. Во-первых, при распространении световой волны в веществе скорость зависит от длины волны (или частоты). Это явление называется дисперсией света. Изучение явления дисперсии света, т.е. зависимости показателя преломления от длины волны, посвящены задачи 451-460 в контрольной работе. Во-вторых, необходимо изучить такие явления, как поглощение света и рассеяние света.
1.4.2. Основные формулы
Абсолютный показатель преломления где с - скорость света в вакууме, с=3·108 м/с, v - скорость распространения света в среде. |
|
Относительный показатель преломления где n2 и n1 - абсолютные показатели преломления второй и первой среды. |
|
Закон преломления где i - угол падения, r - угол преломления. |
|
Формула тонкой линзы где F - фокусное расстояние линзы, d - расстояние от предмета до линзы, f - расстояние от линзы до изображения. |
|
Оптическая сила линзы где R1 и R2 - радиусы кривизны сферических поверхностей линзы. Для выпуклой поверхности R>0. Для вогнутой поверхности R<0. |
|
Оптическая длина пути: где n - показатель преломления среды; r - геометрическая длина пути световой волны. |
|
Оптическая разность хода: - оптические пути двух световых волн. |
|
Условие интерференционного максимума: минимума: где λ0 - длина световой волны в вакууме; m - порядок интерференционного максимума или минимума. |
|
Оптическая разность хода в тонких пленках в отраженном свете: в проходящем свете: где d - толщина пленки; i - угол падения света; n - показатель преломления. |
|
Ширина интерференционных полос в опыте Юнга: где d - расстояние между когерентными источниками света; L - расстояние от источника до экрана. |
|
Условие главных максимумов дифракционной решетки: где d - постоянная дифракционной решетки; φ - угол дифракции. |
|
Разрешающая способность дифракционной решетки: где Δλ - минимальная разность длин волн двух спектральных линий, разрешаемых решеткой; m - порядок спектра; N - общее число щелей решетки. |
|
Закон Малюса: где I0 - интенсивность плоско-поляризованного света, падающего на анализатор; I - интенсивность света, прошедшего через анализатор; α - угол между плоскостью поляризации падающего света и главной плоскостью анализатора. |
|
Связь интенсивности естественного света Iест с интенсивностью света, прошедшего поляризатор (и падающего на анализатор): где k - относительная потеря интенсивности света в поляризаторе. |
|
Дисперсия вещества |
|
Средняя дисперсия |
|
Групповая скорость света |
|
Фазовая скорость света |