Учебное пособие по курсу Оптика - Колмаков Ю.Н.
Скачать (прямая ссылка):
12. Интерферометрия интенсивности (метод Хэнбери, Брауна, Твисса) 73 Глава 5. Дифракция электромагнитных волн....................................................... 74
1. Принцип Гюйгенса-Френеля.................................................................... 74
2. Метод зон Френеля.................................................................................... 75
3. Дифракция на круглых отверстиях и препятствиях.............................. 78
4. Разрешающая способность оптических приборов................................. 79
5. Дифракция света на полуплоскости........................................................ 82
6. Дифракция света на щели......................................................................... 83
7. Дифракция рентгеновских лучей............................................................. 86
Глава 6. Геометрическая оптика............................................................................ 89
1. Основные положения геометрической оптики. Уравнение эйконала
и принцип Ферма.............................. 89
2. Распространение света в неоднородной среде....................................... 93
3. Центрированные оптические системы и ход лучей в них..................... 94
4. Аберрации оптических систем............................................................... 100
Глава 7. Оптика анизотропных сред.................................................................... 106
1. Двойное лучепреломление и поляризация света................................. 106
2. Преломление на границе анизотропной среды и
построение Гюйгенса.......... 109
3. Поляризационные призмы и поляроиды. Явление дихроизма.
Закон Малюса...................... 111
4. Четвертьволновые и полуволновые пластинки.................................... 113
5. Искуственная анизотропия . Эффект Keppa......................................... 114
Глава 8. Дисперсия и адсорбция света в среде................................................... 117
1. Дисперсия и адсорбция света в среде................................................... 117
2. Электронная теория дисперсии света в среде...................................... 119
Глава 9. Законы теплового излучения................................................................. 122
1. Тепловое излучение................................................................................ 122
2. Законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана.............................................. 122
3. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела.
Закон Вина........................... 123
4. Гипотеза квантов. Формула Планка...................................................... 124 Глава 1. Свойства электромагнитных волн 1. Понятие о волновом процессе. Волновое уравнение
Соседние частицы среды взаимодействуют друг с другом и, если одна частица отклонилась от положения равновесия, то это возмущение передается соседним частицам с некоторой скоростью. Процесс распространения таких возмущений называют волной.
Волны бывают продольные и поперечные. В продольных волнах частицы колеблются (смещаются) вдоль направления
распространения волны, т.е. вдоль вектора скорости волны (например, звук).
В поперечных волнах смещение частиц среды перпендикулярно к направлению распространения волны.
Продольные волны возникают, если на частицы среды действуют силы потенциального поля, а поперечные волны - при действии сил вихревого ПОЛЯ.
Геометрическое место точек, до которых в данный момент времени дошли колебания среды (волна), называется волновым фронтом (это поверхность, по одну сторону которой частицы среды колеблются, а по другую - еще нет).
Волновой поверхностью называется геометрическое место точек, в которых частицы среды колеблются в одинаковой фазе или испытывают одинаковые смещения. Волновой фронт и волновые поверхности всегда перпендикулярны к направлению распространения волны.
Если волновые поверхности и волновой фронт являются плоскостями, то волна называется плоской, если сферами, то волна - сферическая.
Простейший тип волны - бесконечная монохроматическая.
Пусть колебания распространяются вдоль оси jc (волна плоская).
Если частицы среды в плоскости х = 0 начали колебаться по гармоническому закону й (0,7) = и0 cos (cot + ф), то эти колебания, распространяясь со скоростью и, достигнут произвольной ПЛОСКОСТИ X=COnst только через время т = х/и. Следовательно, запаздывание колебаний будет
U(x,t) = й0 cos[<u(? - т) + ф\ = U0 COS (cot --JC + ф).
и
Длина волны Я - это расстояние между двумя соседними точками, колеблющимися в одинаковой фазе (испытывающими одинаковое смещение).
Период колебаний T - это время, за которое волна со скоростью и проходит путь Я
^7 1 2 7t Я ,2 71 со
T = — = — = —, к = — =--волновое число.
v со v Я и Тогда выражение для волновой функции плоской монохроматической бесконечной волны, распространяющейся вдоль оси х:
U=Uq cos (cot -kx + <p).
