Войти
Общая физика 22 лекции
Оптика
1095
0
Лектор
Русаков Вячеслав Серафимович
#лекции
2 курс
Физический факультет
IV семестр
2019

Курс «Оптика» читается на втором курсе физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова в 4 семестре. 

В рамках курса подробно рассматривается теория интерференционных явлений: двухволновая интерференция монохроматических волн, интерференция квазимонохроматического света, методы получения интерференционных картин, интерференция в тонких пленках, и теория дифракционных явлений: дифракция Френеля и Фраунгофера, понятие о теории дифракции Кирхгофа.

Особое внимание уделяется рассмотрению характеристик спектральных приборов: призмы, дифракционной решетки и интерферометра Фабри­Перо. Рассматриваются вопросы рассеяния и излучения света. Вводятся основные представления квантовой теории излучения света атомами и молекулами, изучаются многоуровневые системы, явление люминесценции, устройство и принцип работы лазеров, нелинейные оптические явления. 

Список всех тем лекций

Лекция 1. Волновое уравнение. Плоские и сферические волны..
Предмет изучения оптики. Электромагнитная теория света. Уравнения Максвелла и материальные уравнения. Волновое уравнение, световое возмущение, принцип суперпозиции. Формула Максвелла. Плоские волны. Сферические волны.

Лекция 2. Модели реальных световых волн. Поляризация..
Сферические волны, продолжение. Модели реальных световых волн. Квазигармоническая и квазисферическая гармонические волны. Квазигармонические волны. Случайно модулированные волны. Свойства плоских волн. Ориентация и взаимосвязь полевых векторов. Классификация состояний поляризации. Вектор Умова. Интенсивность света.

Лекция 3. Перенос энергии световой волной. Спектральное описание волновых полей..
Энергия световых пучков и импульсов. Закон изменения энергии электромагнитного поля. Давление и плотность импульса электромагнитной волны. Давление световой волны на поверхность тела. Момент импульса фотона. Метод спектрального описания волновых полей. Суть и основы метода. Интеграл и коэффициенты Фурье. Преобразование Фурье. Спектральные амплитуда, фаза и плотность, комплексная спектральная амплитуда и их свойства.

Лекция 4. Преобразование Фурье. Спектральная плотность излучения..
Свойства преобразований Фурье. Суперпозиция импульсов. Смещение импульса по времени. Изменение масштаба времени. Соотношение между длительностью импульса и шириной спектра. Смещение спектра по частоте. Теорема Планшереля. Примеры преобразования Фурье. Гармоническое колебание. Прямоугольный импульс и цуг волн. Экспоненциальный импульс и слабозатухающая волна. Спектральная плотность излучения. Световой импульс. Непрерывное стационарное излучение. Совокупность случайно разбросанных во времени одинаковых световых импульсов. Интерференция и когерентность. Интерференция света.

Лекция 5. Интерференция света. Когерентность..

Лекция 6. Функция временной корреляции. Пространственная когерентность..
Функция видности, время и длина когерентности, максимальный порядок интерференции. Функция корреляции и ее свойства. Функция временной корреляции совокупности случайно разбросанных во времени одинаковых световых импульсов. Теорема Винера-Хинчина. Разрешающая способность Фурье-спектрометра. Уравнение интерференции. Пространственная когерентность. Функция видности, угол и радиус когерентности.

Лекция 7. Комплексные функции корреляции. Схемы двухволновой интерференции..
Звёздный интерферометр Майкельсона. Комплексные функции корреляции и степень когерентности. Основные схемы двухволновой интерференции. Метод деления волнового фронта. Метод деления амплитуды.

Лекция 8. Многоволновая интерференция..

Лекция 9. Дифракция света. Метод зон Френеля. Спираль Френеля..

Лекция 10. Простейшие дифракционные задачи. Ближняя и дальняя зоны дифракции..

Лекция 11. Теория дифракции Кирхгофа. Приближения Френеля и Фраунгофера..

Лекция 12. Дифракция Фраунгофера на пространственных структурах..

Лекция 13. Анализ, преобразование и синтез световых полей..

Лекция 14. Дифракционные приборы, голография. Распространение света в веществе..

Лекция 15. Дисперсия и поглощение света..

Лекция 16. Оптические явления на границе двух сред. Анизотропные среды..

Лекция 17. Распространение света в анизотропных средах. Поляризационные приборы..

Лекция 18. Рассеяние света. Закон Рэлея..

Лекция 19. Молекулярное рассеяние света. Излучение света..

Лекция 20. Ансамбль независимых осцилляторов. Квантовые свойства света..

Лекция 21. Многоуровневые системы. Люминесценция и резонансное усиление света..

Лекция 22. Лазеры - принцип работы. Нелинейные оптические явления..

Рекомендованные курсы