- •Глава 3. Оптика
- •3.1. Основные законы геометрической оптики
- •Глава 3. Оптика
- •3.2. Зеркала
- •Глава 3. Оптика
- •3.3. Тонкие линзы
- •Глава 3. Оптика
- •3.4. Глаз как оптический инструмент
- •Глава 3. Оптика
- •3.5. Оптические приборы для визуальных наблюдений
- •Глава 3. Оптика
- •3.6. Развитие представлений о природе света
- •Глава 3. Оптика
- •3.7. Интерференция световых волн
- •Глава 3. Оптика
- •3.8. Дифракция света
- •Глава 3. Оптика
- •3.9. Дифракционный предел разрешения оптических инструментов
- •Глава 3. Оптика
- •3.10. Спектральные приборы. Дифракционная решетка
- •Глава 3. Оптика
- •3.11. Поляризация света
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.1. Постулаты сто
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.2. Относительность промежутков времени
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.3. Относительность расстояний
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.4. Преобразования Лоренца
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.5. Элементы релятивисткой динамики
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.1. Тепловое излучение тел
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.2. Фотоэффект. Фотоны
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.3. Эффект Комптона *)
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.4. Волновые свойства микрочастиц. Дифракция электронов
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.1. Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.2. Квантовые постулаты Бора
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.3. Атом водорода. Линейчатые спектры
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.4. Лазеры
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.5. Состав атомных ядер
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.6. Энергия связи ядер
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.7. Радиоактивность
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.8. Ядерные реакции
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.9. Элементарные частицы
- •Тема 1. Световые волны в прозрачной изотропной среде.
- •Тема 2. Поляризация света.
- •Тема 3. Излучение и поглощение света.
- •Тема 4. Отражение и преломление света.
- •Тема 5. Кристаллооптика.
- •Тема 6. Геометрическая оптика.
- •Тема 7. Спектр света.
- •Тема 8. Интерференция.
- •Тема 9. Дифракция.
- •Тема 10. Дифракционная решетка.
- •Тема 11. Голография.
- •Тема 12. Дифракционный предел разрешения.
- •Тема 13. Взаимодействие света с веществом.
- •Тема 14. Термодинамика излучения.
Тема 9. Дифракция.
Интегральная теорема Кирхгофа.
Пусть , тогда
Если , то , где EP — комплексная амплитуда поля в точке наблюдения P, S — замкнутая поверхность вокруг точки наблюдения, r — расстояние от точки наблюдения до элемента поверхности dS, n — внешняя нормаль поверхности.
Скалярная теория дифракции Кирхгофа.
Пусть источник света точечный , тогда
=>
, где
EP — комплексная амплитуда света в точке наблюдения (r=0),
α0 — угол между направлением света, пришедшего от источника к элементу поверхности dS, и внутренней нормалью к поверхности S,
α — угол между направлением внутренней нормали и направлением от элемента поверхности dS на точку наблюдения P.
— коэффициент наклона.
Дифракция Френеля.
— радиус m-ой зоны Френеля, где L1 — расстояние от источника до отверстия, L2 — расстояние от отверстия до точки наблюдения.
— радиус m-ой зоны Френеля для плоской волны до отверстия.
=>
Пятно Пуассона.
Зонная пластинка. Фокус зонной пластинки. Отношение интенсивностей в фокусе линзы и зонной пластинки. Ложные фокусы зонной пластинки.
Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии.
— угловой радиус первого темного кольца
, где ,
Дифракция Фраунгофера на одной щели.
, где
Дифракция Фраунгофера на прямоугольном отверстии.
, где ,
Принцип Бабине.
Факультативно. Дифракция Фраунгофера и
Фурье-образ амплитудного коэффициента пропускания.
Дифракция Френеля на краю экрана. Спираль Корню.
Тема 10. Дифракционная решетка.
Главные дифракционные максимумы решетки.
, где — порядок дифракции
, где d — шаг решетки, α1 — угол падения света, α2 — угол дифракции.
— уравнение для угла дифракции m-ого порядка дифракции.
Угловая ширина дифракционного максимума решетки.
, где N — число штрихов решетки, d — шаг решетки, D — ширина решетки.
Спектральное разрешение дифракционной решетки. Критерий Рэлея.
, где m — порядок интерференции, N — число штрихов решетки.
Побочные максимумы дифракционной решетки.
— относительные интенсивности побочных максимумов.
Условие отсутствия четных дифракционных максимумов решетки.
— целое число, это условие отсутствия главного максимума m-ого порядка, где — ширина прозрачной части штриха.
Дифракционная решетка с синусоидальным коэффициентом пропускания.
, где и .
Фазовая дифракционная решетка.
Отражательная дифракционная решетка.
Решетка с профилированным штрихом.
Тема 11. Голография.
Голограмма плоской световой волны.
Голограмма точки при нормальном падении опорной волны.
=> =>
При : ,
при : .
Голограмма точки при наклонном падении опорной волны.
Плоская голограмма протяженного объекта.
Толстослойная голограмма.
=> и .
Пусть при записи голограммы => .
Пусть при воспроизведении голограммы =>
=>
=> мнимые изображения от разных слоев голограммы не совпадают при условии .