3. Волновая оптика

Электромагнитная природа света. Скорость света. Зависимость между длиной волны и частотой электромагнитных колебаний. Принцип Гюйгенса. Световой поток и освещённость. Звёзды – основной источник света во Вселенной. Законы освещённости. Светимости звёзд. Законы отражения и преломления света. Физический смысл показателя преломления. Полное отражения света. Когерентность и монохроматичность. Интерференция света, её проявление в природе и применение в технике. Дифракция света. Дифракционный спектр. Поляризация. Поляроиды, их применение в науке и технике. Дисперсия света. Разложение белого света призмой. Формула тонкой линзы. Цвета тел. Виды спектров. Спектральный анализ. Фраунгоферовы линии в спектрах Солнца и звёзд. Электромагнитное излучение в различных диапазонах длин волн. Свойства и применение этих излучений. Парниковый эффект.

Студенты должны знать:

волновую природу света; принцип Гюйгенса; физическую сущность явления интер­ференции, дифракции, поляризации и дисперсии света; действие дифракционной решетки; происхождение спектров испускания и поглощения; разложение белого света на отдельные цвета в тонкой пленке; сущность парникового эффекта; действие электромагнитных из­лучений в различных диапазонах длин волн: радиоволны, инфракрасное, ви­димое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение;

уметь: изображать падающий, отраженный и преломленный лучи и обозначать соответствующие углы; изображать ход лучей через плоскопараллельную пластину; анализировать состав электромагнитных излучений; решать зада­чи на определение зависимости между длиной волны и чистотой электромаг­нитных колебаний, на определение светового потока и освещенность, с ис­пользованием законов отражения и преломления света, полного отражения.

Раздел 5. Квантовая физика

5.1 Квантовая оптика

Тепловое излучение. Чёрное тело. Распределение энергии в спектре излучения. Квантовая гипотеза Планка. Квантовая природа света. Энергия и импульс фотонов. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Спектральные классы звёзд. Внешний фотоэффект. Опыты А.Г. Столетова. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Внутренний фотоэффект, его особенности. Применение фотоэффекта в технике. Давление света. Опыты П.Н. Лебедева. Химическое действие света, его применение в фотографии и некоторых технологических процессах. Понятие о фотосинтезе. Корпускулярно-волновая природа света.

Студенты должны иметь представление о:

внутреннем фотоэффекте на основе квантовых представлений; законах фо­тоэффекта; уст­ройстве фотоэлементов и фоторезисторов; графике зави­симости энергии в спектре излучений; спектральном классе звёзд, опре­делении черного тела;

знать: механизм теплового излучения; квантовую природу света; гипотезу Планка; законы внешнего фотоэффекта; уравнения Эйнштейна для фотоэффекта; использование уравнения фотоэффекта; давление света; особенности химического и биологического действия света; формулы для вычисления энергии и импульса фотона; сущность корпускулярно-волнового дуализма фотона.