Программа по оптике для групп К. К. Боярского 2011

Программа по оптике для групп К. К. Боярского 2011

I. Предмет оптики.

1. Современное представление о природе света.
2. Общность законов распространения э/м волн различных частот.
3. Шкала э/м волн, понятие оптического диапазона частот.
4. Двойственная природа света, волновая и квантовая оптика.

II. Основные свойства э/м волн.

1. Уравнения Максвелла в вакууме и среде.
2. Материальные уравнения Граничные условия.
3. Классификация оптических сред.
4. Волновое уравнение.
5. Комплексная амплитуда и фаза поля.
6. Основные соотношения для плоских э/м волн.
7. Сферические волны.
8. Энергия э/м волны, плотность потока энергии и интенсивность, Вектор Пойнтинга.
9. Векторный характер э/м поля.
10. Эллиптическая, линейная и круговая поляризация.
11. Естественный, поляризованный и частично-поляризованный свет, степень поляризации.
12. Поляризаторы, закон Малю.
13. Описание поляризации с помощью параметров Стокса.
14. Сфера Пуанкаре.
15. Матрицы Мюллера.

III. Интерференция и когерентность.

1. Принцип суперпозиции, условия возникновения интерференции двух квазимонохроматических волн.
2. Интенсивность света в интерференционной картине.
3. Схемы деления волнового фронта и амплитуды.
4. Интерференция в тонких пленках.
5. Корреляционная функция, комплексная степень когерентности.
6. Временная и пространственная когерентность.
7. Связь степени когерентности со спектральными характеристиками и размерами источника.
8. Принцип Фурье-спектроскопии.
9. Интерферометры.
10. Многолучевая интерференция.
11. Интерферометр Фабри-Перо.
12. Диэлектрические покрытия, просветление оптики.

IV. Дифракция света.

1. Принцип Гюйгенса-Френеля.
2. Дифракция на круглом отверстии.
3. Зоны Френеля, зонная пластинка.
4. Пятно Пуассона.
5. Векторные диаграммы.
6. Дифракция на полуплоскости.
7. Дифракционные приближения: геометрической оптики, Френеля, Фраунгофера.
8. Понятие пространственных частот.
9. Угловой спектр э/м волн.
10. Дифракция на щели и круглом отверстии.
11. Дифракция на решетке.
12. Дифракционная решетка как спектральный прибор, дисперсия, разрешающая сила.
13. Дифракция на плоской и пространственной структуре.
14. Принципы голографии.
15. Линзы и пространственное преобразование Фурье.
16. Принципы пространственной фильтрации.

V. Распространение света в оптических средах.

1. Отражение и преломление света на границе раздела двух диэлектриков.
2. Граничные условия, законы отражения и преломления, формулы Френеля для нормального и наклонного падения света.
3. Эффект Брюстера, поляризация света при отражении и преломлении.
4. Фазовые соотношения.
5. Полное внутреннее отражение, энергетические и фазовые соотношения.
6. Распространение волн в поглощающих средах, закон Бугера.
7. Отражение света от поверхности проводника.
8. Оптика анизотропных сред.
9. Тензор диэлектрической проницаемости.
10. Главные оси, главные показатели преломления.
11. Лучевая скорость.
12. Оптические оси, одноосные и двухосные кристаллы.
13. Положительные и отрицательные кристаллы.
14. Двойное лучепреломление, построения Гюйгенса.
15. Поляризационные призмы.
16. Фазовые пластинки, четверть- и полуволновые пластинки.
17. Фотоупругость, электрооптические эффекты.
18. Оптически активные среды, вращение плоскости поляризации, эффект Фарадея.

VI. Излучение и взаимодействие света с веществом.

1. Классическая теория излучения.
2. Естественная ширина линии излучения.
3. Уширяющие факторы, столкновительная и доплеровская ширина.
4. Понятие о бездоплеровской спектроскопии.
5. Классическая электронная теория дисперсии, нормальная и аномальная дисперсия.
6. Комплексный показатель преломления.
7. Формула Коши.
8. Дисперсионные соотношения в плазме, плазменная частота.
9. Вклад колебаний ионов в дисперсию.
10. Волновой пакет.
11. Групповая скорость света.
12. Рассеяние света.
13. Рэлеевское рассеяние, спектральные и пространственные характеристики.
14. Рассеяние Ми.
15. Неупругое рассеяние, стоксовы и антистоксовы компоненты.
16. Рассеяние Мандельштама-Бриллюэна.

VII. Термодинамика излучения.

82. Тепловое излучение.

83. Равновесная спектральная плотность мощности, АЧТ, степень черноты.

84. Закон Кирхгофа.

85. Законы Стефана-Больцмана и Вина.

86. Формула Рэлея-Джинса, УФ катастрофа.

87. Формула Планка, световые кванты.

88. Проявление квантовых свойств излучения.

89. Фотоэффект, уравнение Эйнштейна.

90. Эффект Комптона.

91. Световое давление.

Дата добавления: 2015-11-04