Волновая оптика. Квантовая физика. Часть 3

1.

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДЕНИСОВА ОЛЬГА АРКАДЬЕВНА
доктор физико-математических наук,
профессор кафедры «Физика»
ЧАСТЬ 3.
ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

2.

Литература
1. Трофимова Т. И. Курс физики : учеб. пособие для вузов. М.: Академия, 2016. 560 с.
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. –М.: Высшая
школа, 2015. 607 с.
3. Савельев И.В. Курс физики (в 3 т.). Том 2. Электричество.
Колебания и волны. Волновая оптика. - СПб.: Лань, 2018.
468 с.
4. Савельев И.В. Курс общей физики (в 3 т.). Том 3. Квантовая
оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика
атомного ядра и элементарных частиц. – СПб.: Лань, 2018.
320 с.
5. Фриш С.Э. Курс общей физики (в 3 т.). Том 3. Оптика.
Атомная физика. - СПб.: Лань, 2008. 656 с.

3.

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

4.

Тема 1
План лекции
1. Интерференция света. Развитие представлений о
природе света.
2. Принцип Гюйгенса.
3. Электромагнитная природа света.
4. Интерференция света. Принцип суперпозиции.
5. Расчет интерференционной картины от двух
когерентных источников.
6. Интерференция в тонких пленках.
7. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона.
8. Использование интерференции в науке и технике
(самостоятельно).
9. Интерферометр Майкельсона. Просветление
оптики (самостоятельно).

5.

Развитие представлений о природе света
Оптика — раздел физики, в котором рассматриваются закономерности
излучения, поглощения и распространения света.
Оптическое излучение представляет собой электромагнитные волны,
поэтому оптика — часть общего учения об электромагнитном поле.
Геометрическая оптика не рассматривает вопросов природы света.
Ее основными законами являются прямолинейное распространение света,
отражение и преломление его. На основании законов геометрической
оптики рассчитываются и конструируются оптические приборы от
очковых линз до сложных объективов в огромных астрономических
инструментах.
Физическая оптика изучает проблемы, связанные с природой света и
световых явлений. Природа света двойственна. С одной стороны, свет
представляет собой электромагнитную волну; с другой — поток частиц —
фотонов.
Дуализм света отражается формулой Планка = ℎ , т.к. энергия
фотона является квантовой характеристикой, а частота колебаний —
волновой.

6.

Принцип Гюйгенса
Рис. 1
Метод (принцип) Гюйгенса:
каждая точка среды, до которой доходит световое возбуждение,
является, в свою очередь, центром вторичных волн.
Поверхность, огибающая в некоторый момент времени эти вторичные
волны, указывает положение фронта действительно распространяющейся
волны в этот момент времени.
Непрерывное геометрическое место точек среды, колеблющихся в
одинаковой фазе, называют волновой поверхностью;
множество точек, до которых дошло колебание к данному моменту
времени, - фронтом волны.
В зависимости от вида фронта волны различают плоские и
сферические волны.

7.

Принцип Гюйгенса
Рис. 1
Пусть в момент времени t фронт волны, распространяющейся в
однородной изотропной среде, занимает положение S1 (рис. 1).
Каждую точку этого фронта волны в интервале времени от t до t + t
можно рассматривать как источник вторичных волн, представляющих
собой сферы радиуса t.
В момент времени t + t поверхностью фронта волны S2 станет
огибающая этих вторичных волн.

8.

Электромагнитная природа света
Светом - электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим
глазом.
Длина волн воспринимаемого электромагнитного излучения лежит в
интервале 0,38 до 0,76 мкм.
В физике часто называют светом и невидимые электромагнитные
волны, лежащие за пределами этого интервала от 0,01 до 340 мкм.
Физические свойства этих электромагнитных волн близки к
свойствам световых волн.
Свет - электромагнитная волна, распространяющаяся в среде со
скоростью:
с