Кац П.Б. Оптика

Учебное пособие. — Брест: БрГУ им. А.С.Пушкина, 2022. — 198 с.В учебном пособии содержатся подробные тексты лекций, планы практических занятий, лабораторные работы. По каждому занятию предлагаются теоретические вопросы, задачи для самостоятельного решения. В конце приведены справочные материалы и ответы.Введение.
Лекции по оптике.
Введение в оптику.
Свойства электромагнитных волн.
Свойства электромагнитных волн.
Естественный и поляризованный свет. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.
Источники и приемники излучения.
Фотометрические, энергетические и световые величины и единицы их измерения.
Функция видности. Фотометры.
Интерференция света.
Интерференция света. Основные понятия.
Методы наблюдения интерференции в оптике. Таутохронизм оптических систем.
Влияние размеров источника и немонохроматичности светового пучка на интерференционную картину. Временная и пространственная когерентность. Стоячие волны.
Двулучевая интерференция при отражении и преломлении света в тонких пластинках. Полосы равного наклона и равной толщины.
Многолучевая интерференция. Интерферометры. Применение интерференции.
Дифрация света.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса–Френеля. Зоны Френеля.
Дифракция Френеля на простейших преградах. Спираль Корню.
Геометрическая оптика, как предельный случай волновой оптики. Дифракция Фраунгофера. Разрешающая способность оптических приборов.
Дифракционные решетки. Дифракция света на непрерывных периодических и непериодических структурах.
Характеристики спектральных приборов. Фазовые дифракционные решетки. Дифракция на ультразвуковых волнах.
Дифракция света на пространственных решетках. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах.
Понятие о голографии.
Распространение света в изотропной среде.
Законы преломления и отражения.
Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Формулы Френеля.
Распространение света в анизотропной среде.
Распространение света в кристаллах. Двойное лучепреломление. Поляризационные призмы и поляроиды.
Кристаллическая пластинка в четверть и половину волны. Интерференция плоско-поляризованных волн. Кристаллическая пластинка между двумя поляризаторами.
Искусственная оптическая анизотропия. Вращение плоскости поляризации.
Геометрическая оптика.
Основные понятия и законы геометрической оптики. Принцип Ферма.
Понятие оптического изображения. Преломление света на сферической поверхности.
Теорема Лагранжа-Гельмгольца.
Сферические зеркала. Призмы.
Тонкие линзы.
Кардинальные элементы центрированной оптической системы. Сложение центрированных систем.
Аберрации оптических систем.
Глаз как оптическая система. Оптические приборы, вооружающие глаз.
Фотоаппарат. Проекционные аппараты. Диафрагмы, светосила.
Взаимодействие света с веществом.
Дисперсия света. Основы электронной теории дисперсии.
Фазовая и групповая скорости света. Призменные спектральные приборы.
Поглощение света.
Рассеяние и ослабление света.
Квантовая природа света. Люминесценция.
Тепловое излучение.
Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна.
Давление света. Опыты Боте и Вавилова.
Люминесценция.
Усиление и генерация света.
Нелинейные явления в оптике.
Оптика движущихся сред.
Методы измерения скорости света. Эффекты Доплера и Вавилова-Черенкова.
Практические занятия по оптике.
Плоские монохроматические электромагнитные волны.
Фотометрия.
Интерференция света. Интерференция света, практическое применение.
Дифракция света. Дифракция Френеля.
Дифракция Фраунгофера.
Дифракционная решетка. Элементы голографии.
Геометрическая (лучевая) оптика. Законы отражения и преломления света призмы.
Геометрическая (лучевая) оптика. Сферические зеркала.
Геометрическая оптика. Линзы.
Геометрическая оптика. Оптические приборы.
Прохождение света через изотропные среды и границу их раздела. Поляризаторы.
Прохождение света через анизотропные и оптически активные вещества.
Тепловое излучение. Фотоэлектрический эффект. Световое давление.
Дисперсия света.
Поглощение и рассеяние света.
Скорость света. Эффекты Доплера и Вавилова-Черенкова.
Ответы к задачам.
Лабораторные работы.
Исследование светового поля светильника.
Проверка законов геометрической оптики с помощью диоптриметра.
Изучение фотоаппарата.
Определение показателя преломления стекла микроскопом.
Изучение тонких линз.
Изучение сферической и хроматической аберраций линз.
Измерение длины световой волны с помощью колец Ньютона.
Исследование качества.
Обработки поверхности с помощью микроинтерферометра Линника.
Изучение дифракции Френеля на круглом отверстии.
Измерение длины волны света методом дифракции на бесконечно узкой щели.
Изучение дифракционной решетки.
Экспериментальная проверка закона Малюса.
Определение концентрации сахарных растворов с помощью кругового поляриметра.
Определение показателя преломления вещества методом Брюстера.
Тест для самоконтроля.
Примерный перечень вопросов к экзамену.
Приложения.
Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения (относительной видности) V (λ).
Таблица физических величин.
Литература.