Тема 13. Оптика рухомих середовищ

12. Явище повного внутрішнього відбивання. Граничний кут повного відбивання. Хвилі біля межі поділу середовищ.

13. Коефіцієнти відбивання та зсув фаз при повному внутрішньому відбиванні. Ромб Френеля.

14. Поширення електромагнітних хвиль в поглинаючих середовищах. Показники поглинання та заломлення. Коефіцієнти поглинання та відбивання. Закон Бугера.

15. Суперпозиція 2-х різночастотних коливань (биття). Хвильовий пакет. Фазова та групова швидкості. Амплітудно модульовані хвилі.

16. Хвильовий цуг та його спектр. Степінь монохроматичності.

17. Спонтанне випромінювання атома. Природний контур спектральної лінії. Розширення контурів спектральних ліній.

18. Ширина лінії лазерного джерела випромінювання.

19. Інтерференція двох монохроматичних плоских хвиль, вплив фазових співвідношень. Ширина полос..

20. Інтерференція монохроматичних хвиль від двох точкових джерел. Форма полос та порядок інтерференції.

21. Способи отримання когерентних джерел методом поділу хвильового фронту.

22. Інтерференція світла в плоско паралельній пластині. Полоси рівного нахилу.

23. Полоси рівної товщини. Клин, кільця Ньютона.

24. Інтерфереція світла від протяжного монохроматичного джерела світла. Просторова когерентність.

25. Функція кореляції та просторово-часова когерентність. Світловий цуг.

26. Інтерференція немонохроматичного світла. Часова когерентність. Довжина та час когерентності. Приклад 2-х частот.

27. Пробні пластини. Інтерферометри Майкільсона, Жамена, Маха-Цендера, Тваймана-Гріна. Волоконно- та інтегрально-оптичні інтерферометри. Лазерні інтерферометри бокового зсуву.

28. Просвітлення оптики. Інтерференційні дзеркала та фільтри.

29. Фур’є-спектрометри. Доплерівські інтерферометри. Інтерферометри Саньяка.

30. Багатопроменева інтерференція хвиль рівної амплітуди. Монохроматичні хвилі з одинаковим зсувом фаз (фазова градка, інтерференційне дзеркало та фільтр) та зфазовані хвилі з одинаковою різницею частот (синхронізація мод).

31. Багатопроменева інтерференція в плоско паралельній пластині. Формула Ейрі.

32. Інтерферометр Фабрі–Перо. Розподіл інтенсивності в інтерференційній картині, форма полос, спектральний інтервал, ширина лінії, роздільна здатність.

33. Планарні світловоди. Умова поперечного фазового синхронізму. Дисперсійне рівняння для асиметричних світловодів.

34. Ідеально металевий світловод. Розв’язки дисперсійного рівняння. Відсічка частоти. Фазова та групова швидкості.

35. Діелектричний світловод. Відсічка хвильового вектора. Дисперсійне рівняння.

36. Метод зон Френеля. Спіраль Френеля.

37. Дифракція Френеля на круглому отворі та на круглому екрані. Зонна пластинка Френеля, положення її фокусів.

38. Дифракція Френеля на краю прямолінійного екрана. Спіраль Корню. Розподіл інтенсивності в дифракційній картині від щілини та непрозорої полоски.

39. Дифракція Фраунгофера на одній щілині.

40. Дифракція Френеля та Фраунгофера. Дифракція Фраунгофера на прямокутному та круглому отворах.

41. Дифракція Фраунгофера на двох щілинах. Інтерферометр Релея.

42. Дифракційна гратка. Дисперсія вільний спектральний діапазон та роздільна здатність дифракційної гратки. Похиле падіння, профільовані штрихи.

43. Прилади високої роздільної здатності та їх застосування. Роздільна здатність телескопа та мікроскопа.

44. Запис та відтворення голограмного зображення. Основні формули голографії. Властивості голограм різних типів.

45. Максимальна дифракційна ефективність плоских голограм.

46. Голографічна інтерферометрія. Передача зображення через фазово неоднорідне середовище.

47. Класична теорія дисперсії. Формули Зельмейера та Коші. Показники заломлення та поглинання для газів. Нормальна та аномальна дисперсія.

48. Напівширина лінії поглинання. Дисперсія рентгенівських променів. Дисперсія у розрідженій плазмі. Частота колективних коливань заряджених частинок в плазмі, властивості іоносфери

49. Формула Лоренц-Лорентца. Молекулярна рефракція.

50. Дисперсія в провідниках. Формули Друде.

51. Ефект Тіндаля. Релеївське розсіяння світла та його основні закономірності. Формула Релея. Класичний радіус електрона.

52. Комбінаційне розсіяння світла, його основні закономірності та зв”язок з структурою молекул. Розсіяння Мандельштама-Бріллюена.

53. Тензор діелектричної проникності для ТЕМ хвиль в анізотропному середовищі. Еліпсоїд хвильових нормалей та променів.

54. Рівняння хвильових нормалей та променів.

55. Одновісні та двовісні кристали.

56. Закон Малюса. Способи отримання лінійно поляризованого світла. Поляризаційні призми, поляроїди, поляризаційні стопи, інтерференційні поляризатори.

57. Оптичні копенсатори та фазові пластинки.

Самостійна робота

1. Фотометричні вимірювання.

2. Сферичні хвилі. Гармонічні хвилі довільної форми.

3. Заломлення променів на сферичній поверхні. Теорема Лагранжа–Гельмгольца. Формула тонкої лінзи.

4. Властивості центрованих оптичних систем. Кардинальні елементи оптичної системи. Додавання ідеальних оптичних систем. Товста лінза як оптична система.

5. Оптична система ока, лупи, мікроскопа та телескопа. Діафрагми оптичних систем, явище віньєтування.

6. Зоряний інтерферометр Майкільсона.

7. З’єднання інтерферометра Фабрі–Перо зі спектрометром.

8. Оптичні волокна.

9. Дифракція електромагнітних хвиль на періодичних двомірних та трьохмірних структурах. Умова Вульфа – Брегга. Лауеграма та Дебаєграма.

10. Оптичні схеми спектральних приладів. Типи призм, їх дисперсія та роздільна здатність.

11. Мікроскопія фазового контрасту.

12. Явище люмінесценсії, його визначення за Вавіловим. Основні закони люмінесценції. Люмінесценція речовини в різних агрегатних станах. Застосування люмінесценції.

13. Явище Вавілова–Черенкова, його основні закономірності. Застосування явища Вавілова–Черенкова.

14. Співвідношення між поверхнями нормалей та променів.

15. Подвійне променезаломлення та внутрішня і зовнішня конічні рефракції.

16. Штучна анізотропія та її використання. Ефекти Кера та Покельса.

17. Явище Фарадея. Природна оптична активність.

18. Рівноважне випромінювання. Закон Кірхгофа, формула Планка, формула Віна, закон Стефана–Больцмана.

19. Фотоефект та його закономірності.

20. Фотохімія та її основні закономірності. Основні властивості фотоемульсії.

21. Лазери, принцип дії та основні складові елементи. Активне середовище, методи накачування. Стаціонарний режим роботи лазера. Порогове накачування. Власні моди резонатора, способи селекції мод. Імпульсний режим роботи лазера. Методи модуляції добротності лазерного резонатора.

22. Розповсюдження світла в середовищі з інверсним заселенням рівнів. Основні характеристики лазерного випромінювання.

23. Нелінійна поляризація діелектрика. Явище насичення поглинання в сильному світовому полі.

24. Явище самофокусування, каналізація променів, світловий пробій.

25. Генерація другої оптичної гармоніки. Параметрична генерація.

26. Вимушене комбінаційне розсіяння та вимушене розсіяння Мандельштама-Бріллюена.

27. Швидкість світла та методи її вимірювання.

28. Експериментальні основи спеціальної теорії відносності. Досліди Фізо та Майкельсона.

29. Ефект Доплера в оптиці. Ефект Саньяка.

Задачі із семінарів

1. Фотометрія: 5.4, 5.7, 5.9

2. Властивості електромагнітних хвиль: 4.421, 4.427, 4.254

3. Формули Френеля: 5.179, 5.180, 5.183

5. Принцип Ферма: 5.26, 5.30, 5.63

6. Заломлення світла. Призма: 5.21, 5.23, 5.25

7. Оптичні системи: 5.47, 5.50, 5.53

8. Інтерференція типу Френеля: 5.73, 5.76, 5.77

9. Інтерференція типу Ньютона: 5.86, 5.88, 5.90

10. Інтерферометри: 5.97, 5.99

11. Дифракція Френеля: 5.102, 5.105, 5.125

12. Дифракція Фраунгофера: 5.124, 5.126, 5.130

13. Дифракційна гратка: 5.143, 5.146, 5.148

14. Роздільна здатність оптичних приладів: 5.156, 5.157, 5.159, 5.160

15. Поглинання та дисперсія світла: 5.220, 5.229, 5.231, 5. 233

16. Поляризоване світло: 5.173, 5.174, 5.189, 5.193

Проблемні теми для обговорення

1. Залежність кольору предмета від умов освітлення. Синтез кольорів.

2.Вибір знаків у Формулах Френеля. Нормальне та ковзаюче падіння.

3. Зсув Гуса-Хенхен в призмах та світловодах.

4. Колективні явища в металах. Об’ємні та поверхневі плазмон-поляритони.

5. Полоси рівного нахилу і полоси рівної товщини та просторово-часова когерентність.

6. Теорема Ван-Ціттера - Церніке.

7. Інтерферометри бокового зсуву та поворотного типу та їх застосування.

8.Еталон довжини (метр).

9. Градієнтні світловоди та волокна.

10. Загальна постановка та строгі задачі дифракції.

11. Голографічні дифракційні плоскі та параболічні гратки.

12. Голограми Бентона (райдужні голограми)

13. Дисперсія у двохфазному конденсованому середовищі. Формули Максвелла-Гарнета та Бруджмена.

14. Просторова дисперсія.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Date: 2015-05-08; view: 677; Нарушение авторских прав