- •Световая волна и её характеристики.
- •Отражение и преломление плоской волны на границе двух диэлектриков. Законы отражения и преломления света.
- •Соотношение между амплитудами и фазами падающей, отражённой и преломлённой волн.
- •Геометрическая оптика и её законы. Принцип Ферма.
- •Центрированная оптическая система. Кардинальные элементы цос: фокусы, фокальные плоскости, главные точки и главные плоскости, узловые точки.
- •Основные фотометрические величины.
- •Интерференция световых волн. Когерентность. Временная и пространственная когерентность.
- •Способы наблюдения интерференции света. Классические интерференционные опыты. Опыт Юнга. Бизеркала Френеля. Бипризмы Френеля. Билинза Бийе. Зеркало Ллойда.
- •Интерференция в тонкой плёнке.
- •Полосы равной толщины, равного наклона, Кольца Ньютона.
- •Интерференция многих волн. Интерферометр Фарби-Перо.
- •Практические применения интерференции. Просветление оптики, интерференционные фильтры, интерферометры (интерферометр Майкельсона).
- •Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля.
- •Векторная диаграмма зон Френеля. Зонные пластинки. Дифракция Френеля на простейших преградах.
- •Дифракция от прямолинейного края полуплоскости. Спираль Корню.
- •Дифракция Фраунгофера на щели.
- •Дифракция Фраунгофера на дифракционной решётке.
- •Дифракция на пространственных структурах. Формула Вульфа-Брэгга.
- •Разрешающая способность оптических приборов. Критерий Рэлея.
- •Поляризованный свет. Линейно поляризованный, поляризованный по кругу, эллипсу. Закон Малюса. Естественный свет.
- •Поляризация света при отражении. Формулы Френеля. Угол Брюстера, закон Брюстера.
- •Поляризация при двойном лучепреломлении. Обыкновенные и необыкновенные лучи.
- •Прохождение линейно поляризованного света через кристалл, пластинку, вырезную параллельно оптической оси.
- •Искусственное двойное лучепреломление
- •Получение поляризованного света на основе двойного лучепреломления. Призма Николя. Дихроизм.
- •Оптически активные среды. Вращение плоскости поляризации. Эффект Фарадея.
- •Явление дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Электронная теория дисперсии.
- •Поглощение и рассеяние излучения. Закон Бугера. Рассеяние излучения в мутных средах.
- •Тепловое излучение. Энергетическая светимость. Спектральная плотность светимости. Абсолютно чёрное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана.
- •2.1. Тепловое излучение тел.
- •2.3.4. Закон Стефана – Больцмана
- •Формула Планка. Закон Вина.
- •2.3.1. Формула Планка.
- •2.3.2. Закон смещения Вина.
- •Оптическая пирометрия. Температуры. Принцип измерения температуры.
- •3. Оптическая пирометрия.
- •3.1. Радиационная температура.
- •Элементарная теория эффекта Комптона.
- •Давление света.
- •Строение атома. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Теория атома водорода.
- •2.4. Закономерности в атомных спектрах.
- •Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределённостей Гейзенберга.
- •Волновая функция. Уравнение Шредингера.
- •Состав атома ядра и его размеры. Ядерные силы. Модели ядра. Энергия связи и дефект массы ядра. Удельная энергия связи.
- •Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
Искусственное двойное лучепреломление
Прозрачные аморфные тела, а также кристаллы кубической симметрии не предъявляют двойного лучевого преломления.
В таких кристаллах двойное лучепреломление можно представить искусственно:
Механическая деформация.
Электрическое поле
Магнитное поле
Во всех трёх случаях оптическая ось направлена как и соответствующее воздействие.
При использовании механической деформации , где .
С использованием электрического поля (эффект Керра)
В этом случае , где B – постоянная Керра. Эффект объясняет явление поляризации.
С использованием магнитного поля (эффект Коттона-Муттона).
Получение поляризованного света на основе двойного лучепреломления. Призма Николя. Дихроизм.
На основе двойного лучепреломления производят поляризатор. Различают поляризационные призмы, которые дают плоско поляризованный свет только в одной плоскости, и двояко преломляющие призмы, которые дают две световые волны, поляризованные в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Типичный представитель – призма Николя (николь). Эта призма создана из двух кристаллов из исландского шпаха оптически прозрачным клеем – канадским бальзамом.
Свет разветвляется на 2 волны O и e, причём
* - падение из оптически более плотной в менее плотную под углом > угла полного внутреннего отражения. Необыкновенный луч проходит полностью.
На практике для создания дешёвых поляризаторов используется явление дихроизм, представляющее собой различные поглощения света в зависимости от ориентации E, т.е. в дихроизм. кристаллах O и e лучи поглощаются по-разному.
На базе дихроизма делаются поляроиды (плёнка, в которую вкраплены кристаллы, проявляющие дихроизм).
Оптически активные среды. Вращение плоскости поляризации. Эффект Фарадея.
Оптически активными веществами называют вещества, способные поворачивать плоскость поляризации, проходящего через них линейно поляризованного света. В основном это органические вещества. Типичными представителями активных веществ из твёрдых тел – кварц, из жидких – раствор сахара, никотин. Существуют право и левовращающие оптически активные вещества. Особенностью этих веществ является не симметричное строение их молекул.
, - длина пути, d –постоянная вращения.
Для растворов с концентрацией С –удельная постоянная вращения, т.е. вещества, равные углу поворота плоскости поляризации при прохождении световой волны единичной среды в растворе с единичной концентрацией, - оптически активные вещества.
Объяснение оптической активности предложи Френель, по теории которого линейно поляризованный свет можно представить в виде двух волн, поляризованных по правому и левому кругу.
При прохождении оптически активного вещества показатель преломления этих поляризованных волн различаются, следовательно, различаются и скорости. Между этими волнами возникает разность фаз, приводящая к повороту плоскости поляризации.
При прохождении световой волной одного и того же пути в прямом и обратном направлении положение плоскости поляризации восстанавливается.
Оптически неактивные вещества относятся оптически активными при приложении к ним магнитного поля (эффект Фарадея).
Для поворота плоскости поляризации B- индукция; d- путь волны; R-постоянная Верде.
Объяснение этого явления связано с расщеплением энергетических уровней оптического вещества в магнитном поле (эффект Зеелака) . При прохождении волны вдоль магнитного поля и обратно в точках Фарадея угол поворота удваивается.