Лекция по волновой оптике

Введение

• Начинаем 4 семестр, посвященный волновой оптике.
• Продолжение темы электромагнитных волн, поднятых на предыдущих лекциях.
• Рассмотрим, как ведет себя волна при преодолении препятствий (отражение, прохождение).

Электромагнитные волны

• Понятие электромагнитной волны
  • Волна существует везде, в отличие от частиц, имеющих конкретные траектории.
  • Разные способы описания явлений.

Литература

1. Сивухин - Обстоятельное руководство, полезно для понимания.
2. Кириченко - Книга по волновой оптике, много формул, полезно как учебное пособие.
3. Локшин - Двухтомник по физике, также рекомендован.
4. Задачники и семинары по пятницам.

Основные понятия света

• Световая волна, как электромагнитная волна.
• Поток частиц - фотоны.
• Изучаем только электромагнитные волны в диапазоне видимого света.

Длина волны

• Длина волн в оптическом диапазоне: 0.4 - 0.76 мкм.
• Ультрафиолет: 0.2 - 0.4 мкм.
• Инфракрасное излучение: 0.76 - 2.5 мкм.

Интенсивность света

• Интенсивность света - среднее значение электрического поля.
• В вакууме и в среде: формулы для расчета.

Понятие луча

• Луч - линия, вдоль которой распространяется световая энергия.
• Направление луча совпадает с вектором k.

Поляризация света

• Линейно поляризованный свет - вектор E изменяется в одной плоскости.
• Естественный свет - хаотичное направление векторов.

Световой поток и освещенность

• Световой поток: Ф (люмены).
• Освещенность: Е (люкс).
• Формулы для расчета освещенности.

Геометрическая оптика

• Длина волны света стремится к нулю.
• Законы геометрической оптики:
  1. Прямолинейное распространение света.
  2. Независимость световых лучей.
  3. Закон отражения.
  4. Закон преломления.

Принцип Ферма

• Действительный путь света - путь с минимальным временем.
• Примеры применения принципа Ферма.

Линзы

• Построения для двояковыпуклой и плоско-выпуклой линз.
• Формула тонкой линзы.
• Увеличение: линейное и угловое.

Заключение

• Обсуждение явлений, связанных с рефракцией и диффузией света.
• Следующая лекция будет посвящена телескопам и волновым явлениям.