- •1) Электромагнитные волны. Видимый диапазон электромагнитных волн. Интенсивность света. Основы фотометрии.
- •6) Применение интерференции. Просветление оптики. Интерферометры Майкельсона и Рэлея. Запись информации на оптических дисках.
- •2) Законы геометрической оптики. Полное внутреннее отражение. Правила построения изображения в сферическом зеркале и тонкой линзе.
- •4.Интерфернция света в опыте юнга. Координаты максимумов и минимумов интенсивности. Ширина интерференционного максимума.
- •5.Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Кольца ньютона.
- •7) Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция от круглого отверстия и круглого непрозрачного экрана(пятно Пуассона).
- •8) Дифракция Фраунгофера на узкой бесконечно длинной щели. Дифракционная решетка. Условия главных максимумов и побочных минимумов.
- •9) Дифракционная решетка. Угловая и линейная дисперсия дифракционной решетки. Разрешающая способность, критерий Рэлея.
- •10) Дифракция на пространственных структурах. Дифракция рентгеновских лучей. Условие Вульфа-Брегга. Голография.
- •11) Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Дисперсия света, поглощение света, закон Бугера. Рассеяние света, закон Рэлея. Эффект Вавилова – Черенкова. Эффект Доплера.
- •12.Поляризация света. Получение поляризованного света(стопа, поляризационные призмы и поляроиды). Законы поляризации(Малюса и Брюстера).
- •13.Двойное лучепреломление. Дихроизм. Призма Николя и поляроиды. Двоякпреломляющая пластинка между двумя поляризаторами.
- •14.Применение поляризации. Искусственная анизотропия. Эффекты Керра и Фарадея. Оптический затвор и передача информации по световодам. Поляриметр.
- •15.Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело. Законы теплового излучения(Кирхгофа, Вина, Стефана - Больцмана). Гипотеза Планка.
- •16.Тепловые источники света. Термометрия. Радиационный пирометр и пирометр с исчезающей нитью.
- •17.Корпускулярно-волновой дуализм вещества. Тормозное и характеристическое рентегновское излучение. Волны де-Бройля. Соотношения неопределённостей Гейзенберга.
- •18.Фотоэффект внешний, внутренний, вентильный. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Квантовый характер фотоэффекта.
4.Интерфернция света в опыте юнга. Координаты максимумов и минимумов интенсивности. Ширина интерференционного максимума.
опыт Юнга
Шириной интерференционной полосы называется расстояние между двумя соседними интерференционными максимумами (или минимумами).
где l – расстояние между источниками когерентных волн; L – расстояние от источников до плоскости наблюдения интерференционной картины.
Максимум и минимум интенсивности
При наложении двух монохроматических волн
и
где и
в некой точек пространства происходит сложение колебаний, при котором амплитуда результирующего колебания определяется выражением
а интенсивность
В общем случае (ω1≠ω2) разность фаз постоянно меняется и среднее по времени значение , а потому во всех точках пространства.
Если две складываемые волны имеют одинаковую частоту, то . В этом случае говорят о когерентности - согласованном протекании во времени и пространстве волновых процессов.
Если складываемые волны когерентны, то в точках, где , интенсивность (максимум интенсивности), а в точках, где , интенсивность (минимум интенсивности). Это явление называется интерференцией света.
Если , то для когерентных волн в максимуме будет , а в минимуме .
Δ=mλ – четное число полуволн
Δ=(2m+1)λ/2 – нечетное число полуволн
Xmax=mλl/d – координата максимума
Xmin=(2m+1)λl/(2d) – координата минимума
ΔXmin=λl/d – расстояние между минимумами
m=λ/Δλ – число максимумов.
5.Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Кольца ньютона.
Интерференция света в тонкой пленке возникает в результате отражения светового луча от оптически более плотной среды.
При падении на плоскопараллельную, прозрачную и изотропную пластинку монохроматического света происходит отражение падающего луча (первичное отражение в точке А) и преломленного луча (в точке В), который в точке С при выходе из пленки преломляется и распространяется далее параллельно первично отраженному лучу. При этом оба луча являются когерентными.
Геометрическая разность хода первично отраженного луча и луча, прошедшего сквозь пленку и отразившегося от другой поверхности, составляет
Δ=(AB+BC)n - AD – λ/2=
Усиление света произойдет в том случае, если разность хода будет кратна целому числу длин волн.
Оптическая разность хода равна разности оптических путей, каждый из которых равен произведению пути луча на абсолютный показатель преломления среды
где λ1/2 учитывает сдвиг фазы при отражении в точке В (когдаi<iБр и n>n1), а n1λ1 = λ0.
Когда на плоскопараллельную пленку пучок света падает под разными углами (расходящийся или сходящийся пучок), наблюдается интерференционная картина в виде полос равного наклона.
Так как пленка по определению плоскопараллельная и лучи 1' и 1" параллельны, то интерференционную картину в виде полос равного наклона можно наблюдать либо в бесконечности (полосы равного наклона локализованы в бесконечности), либо в фокальной плоскости собирающей линзы.
Отраженные от верхней и нижней грани пленки лучи пересекаются вблизи поверхности пластинки (локализованы вблизи поверхности клина).
Каждая из полос возникает при отражении от мест пленки с одинаковой толщиной.
Частным случаем полос равной толщины являются кольца Ньютона,
Радиусы темных и светлых колец определяются по формулам
- для темного кольца;
- для светлого кольца.