Министерство образования рф
Курский государственный технический университет
Кафедра теоретической и экспериментальной физики
Курс лекций:
«Оптика и атомная физика»
(для студентов очно-заочной формы обучения)
преподавателя кафедры теоретической и
экспериментальной физики
Кузько Андрея Евгеньевича
КУРСК 2003
ЛЕКЦИЯ № 1
Законы геометрической оптики как следствия теории Максвелла. Интерференция волн и света. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников
1. Предмет оптики.
Оптика – название произошло от греческого слова (optica) – наука о зрительных ощущениях.
Оптика – раздел физики, в котором исследуется природа света, его распространение в различных средах, взаимодействие с веществом.
Развитие оптики исторически определилось развитием (борьбой) двух мировоззрений на природу света – корпускулярной и волновой.
Корпускулярная Волновая
Древние века
теория
теория
Зрение обусловлено падением на Зрение обусловлено тем, что из глаз
на поверхность глаза мелких атомов, истекают зрительные лучи, которые
исходящих от предмета. ощупывают своими концами тела и
создают зрительные ощущения.
Итогом древнегреческой оптики являлось открытие геометрической оптики, для которой природа света не играла никакой роли.
Корпускулярная Волновая
Средние века
Работы проводились по геометрической оптике Теории о природе света отсутствовали.
БЭКОН – объяснил на основе корпус- АЛЬТАЗЕН – предложил модифи-
кулярной теории света законы гео- кацию теории зрительных лучей
метрической оптики, открыл законы «Из точки светящегося предмета
линзы. исходят лучи, которые достигают
глаза.
К
Эпоха возрождения
теория
теория
ДЕКАРТ – свет – давление, Гаримальди – экперимен-
которое светящиеся тела оказы- тально открывает явление
вают на окружающую среду. Это дифракции, интерференции света.
давление передается мгновенно ГУК Р. – закладывает основу
посредством «мировых шариков» интерференции как сложения волн.
(мельчайших частиц). Х. ГЮЙГЕНС – открывает волно-
НЬЮТОН – открыл дисперсию, вой принцип.
интерференцию и объяснил их. Сторонники волновой теории света
ввели понятие невесомого эфира, в
котором распространяется свет как
волна.
В силу авторитета Ньютона преобладала корпускулярная теория света. Идет накопление большого экспериментального материала: обнаружены инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Доказано, что скорость света конечна (Рёмер, Брадлей).
Корпускулярная Волновая
XIX век
теория
теория
ЛАПЛАС ПУАССОН Т. ЮНГ
ФРЕНЕЛЬ – дал строгую математи-
ческую формулировку принципу
Гюйгена, которым не только объяснил все опытные факты, но и
предсказал открытые позже.
МАКСВЕЛЛ – на основе теории Фарадея создает э.м.т.св.
В 1862 году Фуко определил скорость света в жидкости.
XIX столетие характеризуется полной победой волновой теории света, которая связана в одну структуру оптические, электрические и магнитные явления.
XX век характеризовался развитием квантовой оптики, так как волновая теория света не объясняла излучение абсолютного твердого тела (приводила к абсурдным результатам), фотоэффекта , эффекта Комптона.