- •Введение Электромагнитные волны оптического диапазона
- •2. Фотометрия
- •Основные законы оптики
- •Волновая природа света
- •Поляризация света
- •Применение интерференции
- •Дифракция света
- •Дифракция Френеля
- •Дифракция Фраунгофера
- •Основные характеристики спектральных приборов
- •Голография
- •Геометрическая оптика
- •Оптические свойства анизотропных сред Оптическая анизотропия
- •Распространение света в одноосных кристаллах
- •Построения Гюйгенса для одноосного кристалла
- •Получение и анализ поляризованного света Линейно поляризованное излучение
- •Получение эллиптически поляризованного света
- •Анализ поляризации излучения
- •Хроматическая поляризация Тепловое излучение
- •Фотоэффект Лазеры
Волновая природа света
Волна
Продольные и поперечные волны
Скорость света, показатель преломления
Фронт волны
Плоские и сферические волны
Плоская монохроматическая волна
Фронт волны
Волновое уравнение
Общий вид решения
Уравнение плоской монохроматической волны
Амплитуда
Круговая (циклическая) частота
Фаза, начальная фаза
Волновое число
Монохроматическая волна
Экспоненциальное представление плоской монохроматической волны
Формула Эйлера
Действительная (мнимая) часть
Уравнение плоской монохроматической волны, распространяющейся в произвольном направлении
Сферическая волна
Точечный источник света
Убывающая амплитуда
Уравнение сферической волны
Как получить плоскую волну, используя точечный источник света
Монохроматические и квазимонохроматические волны
По определению описывается гармонической функцией
Постоянные частота, амплитуда и фаза
Любая реальная волна не является монохроматической
Больше интервал постоянства амплитуды – более монохроматическая волна
Монохроматическая волна – абстракция (модель)
Квазимонохроматическая волна
Гармоническая волна с изменяющейся амплитудой эквивалентна совокупности нескольких монохроматических волн
Пример с гармонически изменяющейся амплитудой
Интегралы Фурье (любой периодический и непериодический закон изменения амплитуды)
Модуляция
Пример с двумя камертонами
Световые волны, излучаемые атомами
Цуг
Длина цуга
Спектральный состав излучения цуга
Поляризация света
Равнозначность продольных волн
Различие поперечных волн
Волна вида ”Ex, By”
Синфазность колебаний
Правая тройка векторов
Понятие поляризации
Плоско (линейно) поляризованные волны
Волна вида ”Ex, By”
Плоскость поляризации
Колебания вдоль одной линии – линейная поляризация
Изменим плоскость поляризации – ”Ey, Bx” (–Ey = Bx)
Направление поляризации – направление колебаний вектора
Изображение в виде линии
Приоритет при взаимодействии света с веществом
Общий случай поляризации
Бесконечное число различных линейных поляризаций света
Суперпозиция линейно поляризованных волн
Уравнение эллипса, вписанного в прямоугольник
Эллиптически поляризованная волна – общий случай поляризации света
Понятие правой и левой поляризации
Направление вращения определяется разностью фаз
Важные частные случаи
Линейная поляризация
Круговая (циркулярная) поляризация
Суперпозиция волн, поляризованных по правому и левому кругу
Естественная поляризация
Полностью поляризованная волна
Хаотические изменения поляризации нелазерного источника света
Равновероятные направления – естественно поляризованная волна
Солнечный свет, излучение лампочки накаливания
Частично поляризованный свет
Суперпозиция естественно и линейно поляризованных компонент
Степень поляризации
Определение
Неоднозначность термина
Поляризатор
Ось поляризатора
Прохождение естественного света через поляризатор
Прохождение линейно поляризованного света через поляризатор
Закон Малюса
Применение поляризации света
Исследование оптической анизотропии
Плавное изменение интенсивности проходящего света
Блокировка встречного света фар
Устранение бликов
Очки для сварки
3D-кино
Светофильтры
Определение концентраций растворов
Специальные оптические применения: формирование коротких импульсов, модуляция света, измерение высоких напряжений
Интерференция
Сложение электромагнитных колебаний
Сложение двух колебаний с одинаковыми частотами
Метод векторных диаграмм
Сумма двух колебаний
Когерентные колебания
Интерференция
Некогерентные колебания
Интерференция световых волн
Интерференция двух волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях
Интерференция волн разной частоты
Условия максимума и минимума интерференционной картины
Связь между разностью хода и разностью фаз
Интерференционная картина на экране
Видимость интерференционной картины
Интерференционные схемы
Интерференция свидетельствует о волновой природе света
Излучение обычных источников света
Длина когерентности
Общая идея интерференционных схем
Ограничение, накладываемое на разность хода
Метод деления волнового фронта
Схема Юнга
Дифракция света на щелях
Требования к размерам источников
Два действительных когерентных источника света
Зеркало Ллойда
Малые углы
Мнимый когерентный источник света
Бизеркала Френеля
Два мнимых изображения одного источника
Ограниченная интерференционная картина
Бипризма Френеля
Влияние немонохроматичности света и размеров источника
на видимость интерференционной картины
Ширина интерференционной полосы
Зависит от длины волны и углового расстояния между источниками
Спектральная линия
Полуширина спектральной линии
Уширение интерференционных максимумов (минимумов)
Предельный порядок интерференции
Степень монохроматичности света
Допустимая разность хода
Влияние размеров источника
Метод деления амплитуды
Преимущество: менее жесткие условия к размерам источника
Интерференция в тонких пленках
Оптическая длина пути
Разность хода между интерферирующими лучами
Отражение от оптически более плотной среды
Интерференционная картина
Полосы равного наклона
Допустимые толщины пленки
Локализация полос равного наклона
Полосы равной толщины
Локализация полос равной толщины
Разноцветные полосы на пленке бензина
Кольца Ньютона
Локализация интерференционной картины
Вид интерференционной картины
Радиус темного кольца
Кольца Ньютона в проходящем свете
Кольца Ньютона в белом свете
Тип используемой линзы