Введение. Утверждено Редакционно-издательским советом университета

М.Б.Аркулис, А.А.Николаев

ОПТИКА

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Магнитогорск

УДК 531

Рецензенты:

Заведующий научно-исследовательской лабораторией проблем непрерывного образования МаГУ,

доктор педагогических наук, профессор

В.П. Ушачев

Заведующий кафедрой педагогики МаГУ,

доктор педагогических наук, профессор

В.А. Беликов

Введение

Оптика – наука о свете. С современной точки зрения свет представляет собой поток элементарных частиц – фотонов (квантов электромагнитного поля). Поэтому строгая трактовка оптических явлений может быть дана только в рамках последовательной квантовой теории. Однако целый ряд практически важных оптических явлений можно удовлетворительно объяснить, пользуясь приближённой теорией.

Самой грубой приближённой теорией является геометрическая оптика, основанная на понятии о световых лучах. Законы геометрической оптики позволяют построить теорию простейших оптических приборов, в которых изображение исследуется не слишком детально, в которых можно пренебречь дифракцией.

Согласно квантовой теории, фотоны, как и всякие микрочастицы, обладают, наряду с корпускулярными, также и волновыми свойствами. Существует целый ряд явлений (интерференция, дифракция, поляризация, некоторые случаи взаимодействия света с веществом и т.д.), в которых проявляются, прежде всего, волновые свойства света. Эти явления могут быть достаточно хорошо объяснены в рамках волновой оптики – приближённой оптической теории, в которой свет рассматривается как электромагнитные волны, подчиняющиеся классической теории электромагнетизма Максвелла.

Что касается последовательной квантовой теории света (квантовой электродинамики), то она существенно выходит за рамки курса общей физики.

В данном пособии рассмотрены интерференция и дифракция света в рамках волновой оптики.