1.Основные законы геометрической оптики. Абсолютный и относительный показатели преломления

Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Опытным доказательством этого закона могут служить резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами при освещении светом источника достаточно малых размеров («точечный источник»).

Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α.

Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред: 

Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.

2. Формулы Френеля. Коэффициенты отражения и пропускания

Коэффициент пропускания – безразмерная физическая величина, равная отношению потока излучения  , прошедшего через среду, к потоку излучения , упавшего на ее поверхность:

Коэффициент отражения - отвлеченное число, показывающее отношение светового потока, отраженного телом, к световому потоку, падающему на него: ρ=F/F 0

3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.

Дифракция- сов-ть явл. связ. с отклон. от з-ов геом. оптики, наблюд. при распространении света в среде с резко выраж. оптич. неоднородностями.

Принцип Гюйгенса - каждая точка среды, до которой доходит световое возбуждение, является, в свою очередь, центром вторичных волн.

Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать, как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.

Билет 23

1. Энергия электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга.

Объёмная плотность энергии электромагнитного поля в линейной изотропной среде, как известно из электродинамики, даётся выражением (мы учли здесь также связь между векторами Е и Н в электромагнитной волне):

        Вектор плотности потока энергии электромагнитной волны (то, что в теории упругих волн называется вектором Умова) называется вектором Умова-Пойнтинга, или чаще просто вектором Пойнтинга Р: 

2. Дифракционная решётка. Определение длины волны с помощью дифракционной решётки.

Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов, нанесённых на некоторую поверхность

3. Поляризация света при двойном лучепреломлении в анизотропных средах.

Двойно́е лучепреломле́ние — эффект расщепления в анизотропных средах луча света на две составляющие. Двойным лучепреломлением называют явление разделения естественного света на два излучения с взаимно ортогональными линейными поляризациями. При двойном лучепреломлении обыкновенный и необыкновенный лучи оказываются поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Билет 24

1. Эффект Доплера для звуковых и электромагнитных волн

Доплера эффект - изменение частоты колебаний w или длины волны l, воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя друг относительно друга. 

2. Дифракция рентгеновских лучей. Условие Вульфа-Брэгга.Интерференция в тонких плёнках. Просветление оптики

ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ - возникновение отклонённых (дифрагированных) лучей в результате интерференции упруго рассеянных электронами вещества вторичных волн. Д. р. л. обусловлена пространственно упорядоченным расположением атомов рассеивателя и большой величиной параметра пространственной дисперсии   5*10-2 1 ( - длина волнырентгеновского излучения, d - характерное межатомное расстояние в веществе). Она является осн. методом исследования атомной структуры веществ

Брэгга - Вульфа условие - определяет направление возникновения дифракц. максимумов упруго рассеянного на кристалле рентг. излучения. Выведено в 1913 независимо У. Л. Брэггом (W. L. Bragg) и Г. В. Вульфом. Если кристалл рассматривать как совокупность параллельных атомных плоскостей, отстоящих друг от друга на расстоянии d, то процесс дифракции можно представить как отражение излучения от системы этих плоскостей. Максимумы интенсивности (дифракционные максимумы) возникают при этом только в тех направлениях, в к-рых все отражённые данной системой атомных плоскостей волны имеют одинаковые фазы. Это возможно, если разность хода АВ+ВС между двумя отражёнными от соседних плоскостей волнами, равная   (рис.), кратна целому числу длин волн  . T. о., Б.- В. у. имеет вид:

где целое положит. число п наз. порядком отражения,   - угол скольжения падающего луча. Если  удовлетворяет условию (1), то он наз. углом Брэгга. Дифракц. луч распространяется под углом к первичному лучу. Б.- В. у. для каждой данной системы атомных плоскостей можно получить из общих условий интерференции на трёхмерной решётке, выбирая соответствующим образом систему координат.

Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы. Показатель преломления таких плёнок меньше показателя преломления стёкол линз.