Курс лекций «Оптика» читается для студентов второго курса физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова в 4 семестре.

Изложение материала начинается с ознакомления с экспериментальными фактами, которые затем обобщаются в виде физических законов и соотношений. Для более глубокого понимания возможностей оптических методов исследования и их многочисленных практических приложений проводится большое число количественных оценок характеристик излучения различных световых источников и оптических элементов. В курсе рассматриваются такие темы, как электромагнитная теория света, интерференция, дифракция, дисперсия, рассеяние света и нелинейные оптические эффекты. Материал лекций отражает современные научные достижения и знакомит студентов с высокотехнологичными оптическими методами исследований.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Электромагнитная теория света..
Введение, литература. Оптический диапазон длин волн. Волновое уравнение. Плоские волны и их свойства.

Лекция 2. Электромагнитная теория света..
Плоские волны и их свойства. Комплексная запись волны. Световые пучки и импульсы. Интенсивность, мощность, энергия. Световое давление. Лазерный термоядерный синтез.

Лекция 3. Электромагнитная теория света. Излучение света..
Световое давление. Лазерный термоядерный синтез. Поляризация света. Дипольное излучение осциллятора. Классическое описание излучения. Время корреляции. Интеграл Фурье. Спектральная плотность интенсивности.

Лекция 4. Излучение света. Интерференция света..
Естественная ширина спектральной линии. Ударное и доплеровское уширение спектральной линии. Фазовая модуляция и уширение спектра. Основные закономерности интерференции. Интерференция света.

Лекция 5. Интерференция света..
Двухволновая интерференция. Интерферометр Майкельсона. Интерферометр Маха-Цендера. Связь интерференционных полос с параметрами системы.

Лекция 6. Интерференция света..
Спектр и интерференционные картины (опыт Юнга). Измерение малых перемещений. Функция пространственно-временной корреляции.

Лекция 7. Интерференция света..
Методы деления волнового фронта и амплитуды. Кольца Ньютона. Формула Эйри. Применения интерференции.

Лекция 8. Дифракция света..
Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция на круглом отверстии. Линза.

Лекция 9. Дифракция света..
Дифракция светового пучка. Зоны Шустера. Интегральная теорема Киргхофа. Дифракционная формула Френеля-Киргхофа. Приближения Френеля и Фраунгофера.

Лекция 10. Дифракция света..
Дифракционная картина в дальнем поле, как Фурье-образ светового поля на дифракционном экране. Дифракция на прямоугольном отверстии. Дифракция на круглом отверстии. Дифракция гауссовского пучка. Поле в фокальной плоскости собирающей линзы. Дифракционные решетки.

Лекция 11. Дифракция света..
Дифракционные решетки. Спектральные характеристики решеток. Спектральные приборы с пространственным разрешением спектра. Приборы, формирующие оптическое изображение.

Лекция 12. Дифракция света..
Приборы, формирующие оптическое изображение. Теория Аббе. Методы наблюдения фазовых объектов.

Лекция 13. Дисперсия..
Дисперсия. Частотная и пространственная дисперсия среды. Формула Лоренц-Лоренца.

Лекция 14. Дисперсия..
Формула Лоренц-Лоренца. Основы электронной теории дисперсии. Явления на границе раздела двух сред. Законы геометрической оптики. Формулы Френеля. Физический смысл угла Брюстера.

Лекция 15. Дисперсия. Волны в анизотропных средах..
Диэлектрические зеркала. Плазменная частота. Волны в анизотропных средах. Главные показатели преломления и главные скорости. Скорость по нормали и поверхность нормалей. Луч и нормаль.

Лекция 16. Дисперсия. Волны в анизотропных средах..
Повторение прошлой лекции. Эллипсоид нормали. Уравнение лучевых скоростей. Принцип Гюйгенса.

Лекция 17. Рассеяние света..
Рассеяние света. Молекулярное рассеяние света. Формула Релея. Формула Эйнштейна. Спектральный состав рассеянного света. Рассеяние в мутных средах.

Лекция 18. Нелинейные оптические эффекты..
Нелинейные оптические эффекты. Спонтанное излучение. Вынужденное поглощение. Вынужденное излучение. Лазеры.