КУРС
ОБЩЕЙ ФИЗИКИ. ОПТИКА
|
ПРЕДМЕТ ОПТИКИ
☺ Основные законы оптики
☺ Геометрическая и волновая оптика.
☺ Эволюция представлений о природе света.
☺ Скорость света. Световой поток.
☺ Искривление световых лучей в неоднородных средах.
☺ Плоские электромагнитные волны.
☺ Предельный переход от волновой оптики к геометрической.
☺ Принцип Ферма.
☺ Групповая скорость.
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА
☺ Основные понятия и определения.
☺ Понятие оптического изображения.
☺ Преломление на сферической поверхности. Сферические зеркала и тонкие линзы.
☺ Общие свойства центрированных оптических систем.
☺ Сложение центрированных систем. Толстые линзы.
☺ Ограничение лучей при помощи диафрагм.
☺ Астигматические пучки лучей. Каустика.
☺ Погрешности оптических систем.
☺ Геометрические аберрации центрированных систем.
☺ Хроматическая аберрация.
☺ Условие отсутствия дисторсии.
☺ Условие синусов Аббе.
☺ Теорема косинусов. Стигматические изображения широкими пучками лучей.
☺ Об абсолютных оптических инструментах.
☺ Глаз и зрение.
☺ Фотометрия.
☺ Фотометрические понятия и единицы.
☺ Фотометрические величины.
☺ Яркость и освещенность оптического изображения. Нормальное увеличение.
☺ Оптические инструменты. Светосила объектива.
☺ Электрические и магнитные линзы.
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
☺ Световая волна.
☺ Интерференция световых волн.
☺ Способы наблюдения интерференции света.
☺ Общие сведения об интерференции. Классические интерференционные опыты.
☺ Интерференция света при отражении от тонких пластинок.
☺ Применения интерференции света.
☺ Влияние размеров источника света. Пространственная когерентность.
☺ Спектральное разложение.
☺ Влияние немонохроматичности света.
☺ Корреляция и когерентность света.
☺ Теорема Ван-Циттера - Цернике.
☺ Интерференция в пленках и пластинках.
☺ Интерферометр Жамена.
☺ Интерферометр Майкельсона.
☺ Многолучевая интерференция.
☺ Стоячие световые волны.
☺ Излучение Вавилова - Черенкова.
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА.
☺ Явление дифракции.
☺ Принцип Гюйгенса - Френеля.
☺ Зоны Френеля.
☺ Дифракция Френеля от простейших преград.
☺ Дифракция на оси от круглого отверстия и экрана. Зонная пластинка.
☺ Метод Френеля решения дифракционных задач.
☺ Дифракция Фраунгофера и Френеля.
☺ Зоны Шустера и спираль Корню.
☺ Принцип Гюйгенса в формулировке Кирхгофа.
☺ Дифракция Фраунгофера на щели.
☺ Дифракция Фраунгофера на отверстиях.
☺ Дифракционная решетка.
☺ Дифракционная решетка как спектральный прибор.
☺ Эшелон Майкельсона и интерференционные спектральные приборы.
☺ Разрешающая способность призмы.
☺ Действие спектрального аппарата на световые импульсы.
☺ Вогнутая отражательная решетка.
☺ Дифракция на решетке как краевая задача.
☺ Примеры на применение метода Рэлея.
☺ Голография.
☺ Световое поле вблизи фокуса.
☺ Разрешающая сила объектива.
☺ Разрешающая способность телескопа и микроскопа.
☺ Теория и демонстрационные опыты Аббе.
☺ Телескоп без объектива. Получение изображении с помощью малых отверстий.
☺ Фазовый контраст.
☺ Измерение угловых диаметров звезд.
☺ Дифракция на двумерных и трехмерных решетках.
☺ Дифракция рентгеновских лучей.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
☺ Естественный и поляризованный свет.
☺ Закон Малюса.
☺ Поляризация при отражении и преломлении.
☺ Поляризация при двойном лучепреломлении.
☺ Интерференция поляризованных лучей. Эллиптическая поляризация.
☺ Кристаллическая пластинка между двумя поляризаторами.
☺ Искусственное двойное лучепреломление.
☺ Вращение плоскости поляризации.
ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА
☺ Поляризованный и естественный свет.
☺ Число независимых граничных условий в электромагнитной теории света.
☺ Геометрические законы отражения и преломления волн.
☺ Формулы Френеля.
☺ Полное отражение.
☺ Прохождение света через плоскопараллельную пластинку. Просветление оптики.
☺ Распространение света в среде с точки зрения молекулярной оптики.
☺ Вывод формул Френеля в молекулярной оптике.
☺ Отступления от формул Френеля.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН С ВЕЩЕСТВОМ
☺ Дисперсия света.
☺ Групповая скорость.
☺ Элементарная теория дисперсии.
☺ Поглощение света.
☺ Рассеяние света.
☺ Эффект Вавилова - Черенкова.
ОПТИКА МЕТАЛЛОВ
☺ Уравнения Максвелла и волны в металлах.
☺ Геометрические законы отражения и преломления света на границе.
☺ Формулы Френеля. Измерение оптических констант металлов.
☺ Аномальный скин-эффект и эффективная диэлектрическая проницаемость.
КРИСТАЛЛООПТИКА
☺ Плоские волны в кристаллах.
☺ Оптически одноосные кристаллы.
☺ Поляризационные устройства.
☺ Анализ поляризованного света.
☺ Интерференция поляризованных лучей.
☺ Нормальные скорости и поляризация волн в двуосных кристаллах.
☺ Лучи, волновые нормали и связь между ними.
☺ Коническая рефракция.
☺ Замечания об отражении и преломлении света на границе кристаллов.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОПТИКА
☺ Классическая теория дисперсии света.
☺ Понятие о дисперсионной формуле квантовой механики.
☺ Методы экспериментального исследования аномальной дисперсии.
☺ Дисперсия плазмы.
☺ Средняя плотность электромагнитной энергии в диспергирующих средах.
☺ Поглощение света и уширение спектральных линий.
☺ Двойное преломление в электрическом и магнитном полях.
☺ Линейный электрооптический аффект Поккельса.
☺ Эффект Зеемана.
☺ Понятие об эффекте Штарка.
☺ Вращение плоскости поляризации.
☺ Магнитное вращение плоскости поляризации.
☺ Временная и пространственная дисперсия. Теория естественной оптической активности.
☺ О тепловых флуктуациях.
☺ Рассеяние света.
☺ Явление Мандельштама - Бриллюэна.
☺ Комбинационное рассеяние света.
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
☺ Опыт Физо.
☺ Опыт Майкельсона.
☺ Принцип относительности в ньютоновской и релятивистской механике.
☺ Независимость скорости света от движения источника.
☺ Понятие одновременности.
☺ Специальная теория относительности.
☺ Преобразования Лоренца.
☺ Преобразование координат и времени в теории относительности.
☺ Следствия из преобразований Лоренца.
☺ Лоренцово сокращение длины и замедление времени.
☺ Четырехмерный пространственно-временной интервал.
☺ Сложение скоростей.
☺ Эффект Доплера и аберрация света.
☺ Эффект Доплера в акустике и теории эфира.
☺ Замедление хода часов в гравитационном поле.
☺ Сложение скоростей в теории относительности.
☺ Релятивистская механика.
☺ Релятивистская динамика.
ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
☺ Тепловое излучение и люминесценция.
☺ Равновесное излучение в полости.
☺ Закон Кирхгофа.
☺ Формула Кирхгофа - Клаузиуса.
☺ Закон Стефана - Больцмана.
☺ Теорема и закон смещения Вина.
☺ Формула Рэлея - Джинса.
☺ Формула Планка.
☺ Спонтанное и индуцированное излучение.
☺ Оптическая пирометрия.
ЛАЗЕРЫ И НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА
☺ Принципы работы лазера.
☺ Рубиновый лазер.
☺ Гелий-неоновый лазер.
☺ Нелинейная поляризация среды.
☺ Первое приближение. Оптическое детектирование. Генерация вторых гармоник, суммарной и разностной частот.
☺ Второе приближение. Самофокусировка.
☺ Параметрическая генерация света.
ФОТОНЫ
☺ Тормозное рентгеновское излучение.
☺ Фотоэффект.
☺ Опыт Боте. Фотоны.
☺ Эффект Комптона.