UrFU


 


"ОПТИКА"

Курс предназначен для студентов физического факультета.

Лектор: доцент, к.ф.-м.н. Мальцев Владимир Николаевич

Файлы методических материалов представлены в pdf-формате.

Примерный перечень контрольных вопросов для подготовки к аттестации по дисциплине “Оптика»

  1. Электромагнитная природа света. Шкала электромагнитных волн
  2. Электромагнитная природа света. Волновые уравнения. Показатель преломления.
  3. Плоские монохроматические волны. Вектор волновой нормали. Уравнения Максвелла для плоских волн.
  4. Линейно поляризованный свет. Поляроид. Закон Малюса. Круговая и эллиптическая поляризация света. Поляризационные приборы.
  5. Основные фотометрические величины и их измерение.
  6. Давление света. Опыты Лебедева.
  7. Естественный свет и процесс его излучения. Спектральный состав излучения. Спектральные приборы и их основные характеристики.
  8. Излучение света атомами. Естественная ширина спектральной линии. Лоренцева форма линии. Процессы, приводящие к уширению спектральных линий. Гауссова форма линии.
  9. Волновые пакеты. Групповая и фазовая скорости света.
  10. Электронная теория дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии. Рэлеевское рассеяние света. Закон Бугера.
  11. Отражение и преломление света на границе раздела двух сред. Формулы Френеля.
  12. Формулы Френеля. Полное и внутреннее отражение света. Световоды. Закон Брюстера.
  13. Оптика анизотропных сред. Одноосные и двуосные кристаллы. Уравнение волновых нормалей Френеля. Двулучепреломление.
  14. Применение явления двулучепреломления. Поляризационные приборы.
  15. Влияние электромагнитного поля на оптические свойства сред. Эффекты Керра и Поккельса. Оптическая активность. Эффект Фарадея.
  16. Экспериментальное исследование эффекта Керра в нитробензоле.
  17. Двухлучевая интерференция монохроматического света. Когерентность. Получение когерентных волн путем деления волнового фронта. Функция видности интерференционной картины.
  18. Получение когерентных волн путем деления амплитуды. Полосы равной толщины и равного наклона. Просветление оптики. Диэлектрические зеркала и интерференционные фильтры.
  19. Интерференция частично когерентного света. Исследование временной когерентности света интерферометром Майкельсона. Время когерентности.
  20. Интерференция частично когерентного света. Исследование пространственной когерентности в опытах Юнга и Брауна-Твисса.
  21. Интерферометр Жамена и исследование показателя преломления воздуха с его помощью.
  22. Явление интерференции света. Оптическая разность хода. Способы наблюдения интерференционной картины.
  23. Интерферометр Майкельсона и опыт Майкельсона-Морли.
  24. Интерференция поляризованного света и ее применение для изучения структуры кристаллов.
  25. Многолучевая интерференция света в интерферометре Фабри-Перо.
  26. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля сферической волны на круглых отверстиях и экране. Зоны Френеля. Зонная пластинка.
  27. Интеграл Френеля-Кирхгофа. Число Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера.
  28. Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели и круглом отверстии.
  29. Дифракция света на правильной одномерной структуре. Амплитудные и фазовые дифракционные решетки. Дифракция света на ультразвуковых волнах.
  30. Дифракция света на правильной трехмерной структуре. Дифракция рентгеновских лучей.
  31. Спектральный анализ. Основные спектральные приборы: дифракционная решетка и интерферометр Фабри-Перо. Угловая дисперсия, область свободной дисперсии и хроматическая разрешающая сила.
  32. Основные принципы голографии.
  33. Источники света. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа.
  34. Абсолютно черное тело и законы его излучения. Ультрафиолетовая катастрофа.
  35. Фотоэлектрический эффект и экспериментальное изучение работы фотоэлемента.
  36. Фотон и его характеристики: масса, энергия и импульс. Корпускулярные и волновые свойства света.
  37. Измерение постоянной Планка спектроскопическим методом.
  38. Спонтанное и вынужденное излучение. Вывод формулы Планка по Эйнштейну. законы излучения абсолютно черного тела.
  39. Активная среда в лазере. Инверсная населенность уровней. Понятие об отрицательной температуре. Трех– и четырехуровневые системы.
  40. Типы лазеры и способы их накачки.
  41. Устройство и роль лазерных резонаторов. Условия лазерной генерации.
  42. Экспериментальные основы специальной теории относительности.
  43. Эффект Доплера и аберрация света.
  44. Эффект Саньяка. Лазерные гироскопы.
  45. Геометрическая оптика и ее законы. Способы измерения фокусных расстояний линзы.
  46. Геометрическая оптика как предел волновой оптики. Уравнение эйконала.
  47. Основные эффекты нелинейной оптики. Нелинейные материалы.
  48. Идеальная оптическая система. Основные понятия.

K48