Оптика. Курс лекций. Саечников В А Хомич М И

ОГЛАВЛЕНИЕ

		Стр.
	Введение	3
	Предмет оптики	3
	Тема 1. Основные свойства электромагнитных волн
1.1	Электромагнитная природа света. Свойства электромагнитных волн	7
	Волновое уравнение. Плоская волна. Плоская гармоническая волна. Сферическая
	волна. Сферическая гармоническая волна. Свойства плоской гармонической элек-
	тромагнитной волны. Плотность потока энергии
1.2	Принцип суперпозиции	14
	Биения. Стоячие волны. Опыты Винера
1.3	Поляризация электромагнитных волн	20
	Эллиптическая поляризация. Правая и левая эллиптические поляризации. Линейная
	и круговая поляризации. Параметры Стокса. Сфера Пуанкаре
1.4	Фотометрия	29
	Тема 2. Немонохроматическое излучение
2.1	Спектральные разложения в оптике	39
	Метод спектральных разложений. Периодические функции. Ряд Фурье. Дискретный
	спектр. Спектральные амплитуды и фазы. Непериодические функции. Интеграл
	Фурье. Сплошной спектр. Спектральная амплитуда и спектральная фаза. Комплекс-
	ная запись. Примеры. Связь между длительностью импульса и шириной спектра.
	Полная и неполная спектральная информация. Спектральная плотность. Равенство
	Парсеваля
2.2	Классическая модель излучателя электромагнитных волн	47
	Излучение диполя. Гармонические колебания диполя. Радиационное затухание.
	Естественная ширина линии излучения
2.3	Уширение спектральных линий	55
	Доплеровское уширение. Форма составной линии излучения
2.4	Волновые пакеты	59
	Волновой пакет, образованный двумя волнами. Групповая скорость. Суперпозиция
	колебаний с эквидистантными частотами
2.5	Модулированные волны	62
	Модуляция амплитуды. Модуляция частоты и фазы. Спектр колебания с гармониче-
	ской модуляцией частоты
	Тема 3. Интерференция света
3.1	Интерференция света	67
	Интерференция монохроматического света. Общая интерференционная схема. Ши-
	рина интерференционной полосы. Распределение интенсивности
3.2	Когерентность	71
	Длина когерентности. Ширина когерентности
3.3	Интерференционные схемы	75
	Бипризма Френеля. Бизеркала Френеля. Билинза Бийе
3.4	Интерференция немонохроматического света	79
	Понятие о временной когерентности
3.5	Интерференция от протяженного источника	82
	Понятие о пространственной когерентности. Пространственная когерентность. Угол
	и ширина когерентности

293

3.6	Интерференция света в тонких пленках	87
	Итерференционная картина, получаемая с помощью плоскопараллельной пластин-
	ки. Итерференционная картина, получаемая с помощью пластинки переменной
	толщины
3.7	Многолучевая интерференция	94
	Интерферометр Фабри – Перо

Тема 4. Дифракция света

4.1	Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля	105
	Дифракционный интеграл Френеля
4.2	Дифракция Френеля на простейших препятствиях. Графический способ решения	109
	дифракционных задач. Спираль Френеля
	Спираль Френеля. Дифракция на круглом отверстии. Дифракция на диске. Пятно
	Пуассона. Зонная пластинка
4.3	Дифракция Френеля на полуплоскости и щели. Спираль Корню	114
	Дифракция от прямолинейного края полуплоскости. Спираль Корню. Дифракция от
	щели

4.4Свободное распространение плоской волны и нормировка интеграла Гюйгенса –

	Френеля	119
4.5	Дифракция Фраунгофера	123
	Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракция на двух щелях. Дифракционная ре-
	шетка
4.6	Дифракция Фраунгофера на отверстиях произвольной формы	133
4.7	Теория дифракции Кирхгофа	136
	Уравнение Гельмгольца. Интегральная теорема Кирхгофа –Гельмгольца
4.8	Основные понятия Фурье-оптики	140
	Спектральное описание пространственной структуры поля. Инварианты распро-
	странения светового пучка. Приближение Френеля. Дифракционная расходимость
	излучения. Линза, как элемент, выполняющий пространственное преобразование
	Фурье. Коэффициент передачи тонкой линзы. Распределение света в фокальной
	плоскости линзы. Формирование оптического изображения. Опыты Аббе – Портера.
	Метод темного поля. Метод фазового контраста. Разрешающая способность микро-
	скопа и телескопа. Электронный микроскоп. Телескоп
4.9	Физические принципы голографии	155
	Запись светового поля. Восстановление поля. Классификация голограмм. Практиче-
	ские приложения голографии. Свойства голограмм
	Тема 5. Распространение света в изотропных средах
5.1	Распространение световых волн в однородных изотропных средах	163
5.2	Классическая электронная теория дисперсии	164
5.3	Анализ дисперсионной формулы	170
	Дисперсия в металлах. Поглощение света
5.4	Отражение и преломление световых волн на границе раздела двух диэлектриков	179
	Законы отражения и преломления света
5.5	Формулы Френеля	182
5.6	Анализ формул Френеля	185
	Фазовые соотношения. Отражательная и пропускательная способности. Поляриза-
	ция при отражении и преломлении
5.7	Рассеяние света	190
	Рэлеевское рассеяние света. Поляризация рассеянного света. Молекулярное рассея-
	ние

294

Тема 6. Распространение света в анизотропных средах

6.1	Анизотропные среды. Двойное лучепреломление	200
6.2	Плоские монохроматические волны в анизотропной среде. Одноосные кристаллы	202
6.3	Преломление на границе анизотропной среды. Построения Гюйгенса	208
6.4	Кристаллические фазовые пластинки	212
6.5	Прохождение света через поляризатор. Закон Малюса	217
6.6	Интерференция поляризованных волн при прохождении через кристаллы	218
6.7	Вращение плоскости поляризации	221
	Естественное вращение плоскости поляризации. Феноменологическая теория вра-
	щения плоскости поляризации
6.8	Магнитное вращение плоскости поляризации	226
	Применение явления вращения плоскости поляризации
6.9	Искусственная анизотропия	229
	Анизотропия при деформации. Анизотропия, создаваемая в веществе электрическим
	полем. Анизотропия, создаваемая в веществе магнитным полем (явление Коттона-
	Мутона). Эффект Поккельса
	Тема 7. Геометрическая оптика
7.1	Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики	234
7.2	Преломление на сферической поверхности	241
7.3	Изображение малых предметов. Увеличение	242
7.4	Общая формула линзы	244
7.5	Центрированная оптическая система и ее кардинальные элементы	246
7.6	Аберрации оптических систем. Источники аберраций.	250
	Тема 8. Элементы квантовой оптики
8.1	Исследование равновесного теплового излучения	253
	Формула Рэлея – Джинса. Формула Вина. Формула Планка.
	Закон Стефана – Больцмана. Закон смещения Вина
8.2	Усиление и генерация света	261
	Спонтанные и вынужденные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Оптические
	усилители и генераторы. Условия усиления. Воздействие светового потока на засе-
	ленность уровней. Условия насыщения. Создание инверсной заселенности. Принци-
	пиальная схема лазера. Порог генерации. Условия стационарной генерации. Доб-
	ротность. Непрерывные и импульсные лазеры. Метод модулированной добротности
8.3	Нелинейные явления в оптике	273
	Взаимодействие света со средой. Поляризованность среды. Основные нелинейные
	эффекты
8.4	Первое приближение. Оптическое детектирование. Генерация второй гармоники	279
8.5	Второе приближение. Эффекты самовоздействия	283
	Параметрическая генерация света. Тепловое самовоздействие

295