- •1)Электромагнитная природа света.Световые волны.Волновое уравнение и простейшие модели световых волн, вытекающие из уравнений максвелла: плоская бегущая волна,сферическая волна.
- •2) Основные характеристики плоских монохроматических волн: фазовая скорость, плотность энергии, интенсивность, поляризация.
- •4) Понятие о временной и пространственной когерентности световых волн.
- •5)Интерференция света: условия и способы наблюдения (опыт юнга, интерферометр майкельсона, интерференция при отражении от тонких пленок).
- •6) Дифракция света: принцип гюйгенса-френеля, дифракция френеля, дифракция фраунгофера.
- •7) Дифракционная решетка.Понятие о голографии.
- •[Править]Формулы
- •7А)явление обращения волного фронта. Понятие об адаптивной оптике.
- •[Править]Методы обращения волнового фронта
- •Вопрос 8. Явление дисперсии и поглощения волн. Понятие о молекулярном рассеянии света.
- •Вопрос 10. Поляризация света.
- •Вопрос 11. Тепловое излучение в замкнутой полости. Закон Кирхгофа. Закон Стефана Больцмана и Вина. Формула Планка.
- •Вопрос 12. Понятие фотона. Фотоэффект и эффект Комптона. Давление света.
- •13)Физические предпосылки возникновения квантовой механики(проблемы не разрешимые классической физикой).Постулаты бора.
- •14)Волны де-бройля.Соотношение неопределенностей гейзенберга. Во́лны де Бро́йля — волны, связанные с любыми микрочастицами и отражающие их волновую природу. Физический смысл
- •Вопрос 15. Постулаты квантовой механики.
- •Получение уравнения Шрёдингера предельным переходом [источник не указан 56 дней]
- •Вопрос 17. Операторы важнейших физических величин: оператор импульса, проекции момента импульса, оператор квадрата момента импульса. Законы сохранения в квантовой физики.
- •Вопрос 18. Квантование момента импульса. Опыт Штерна-Герлаха. Спин.
- •Вопрос 19. Квантомеханическое движение частицы в бесконечно глубокой прямоугольной потенциальной яме.
- •Вопрос 20. Прохождение частиц через потенциальный барьер ( туннельный эффект).
- •Вопрос 21. Квантовый гармонический осциллятор.
- •Вопрос 22. Квантомеханическое описание атома водорода.
- •Вопрос 23. Принцип тождественных частиц. Принцип Паули. Фермионы и бозоны.
2) Основные характеристики плоских монохроматических волн: фазовая скорость, плотность энергии, интенсивность, поляризация.
Фа́зовая ско́рость — скорость перемещения точки, обладающей постоянной фазой колебательного движения, в пространстве вдоль заданного направления. Обычно рассматривают направление, совпадающее с направлением волнового вектора, и фазовой называют скорость, измеренную именно в этом направлении, если противное не указано явно (то есть если явно не указано направление, отличное от направления волнового вектора). Фазовая скорость по направлению волнового вектора совпадает со скоростью движения фазового фронта (поверхности постоянной фазы). Ее можно рассматривать при желании как векторную величину.
v=w/k
Интенси́вность — скалярная физическая величина, количественно характеризующая мощность, переносимую волной в направлении распространения. Численно интенсивность равна усреднённой за период колебаний волны мощности излучения, проходящей через единичную площадку, расположеннуюперпендикулярно направлению распространения энергии.
Интенсивность электромагнитного излучения равна усредненному за период значению модуля вектора Пойнтинга[1]:
где вектор Пойнтинга
Для монохроматической линейно поляризованной волны с амплитудой напряжённости электрического поля интенсивность равна:
Для монохроматической циркулярно поляризованной волны это значение в два раза больше:
Поляриза́ция волн — явление нарушения симметрии распределения возмущений в поперечной волне (например, напряжённостей электрического или магнитного полей в электромагнитных волнах) относительно направления её распространения.
Причиной возникновения поляризации волн может быть:
несимметричная генерация волн в источнике возмущения;
анизотропность среды распространения волн;
преломление и отражение на границе двух сред.
Основными являются два вида поляризации:
линейная — колебания возмущения происходит в какой-то одной плоскости. В таком случае говорят о «плоско-поляризованной волне»;
круговая — конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний. В зависимости от направления вращения вектора может быть правой или левой.
На основе этих двух или только круговой можно сформировать и другие, более сложные виды поляризации. Например,эллиптическая. В общем случае, круговая поляризация — вещь теоретическая, на практике же говорят об эллиптической поляризации — с левым или правым направлением вращения.
3)спектральные разложения излученя, волновые пакеты, соотношение неопределенностей, групповая скорость световых волн,световые пучки и импульсы.
Волновой пакет — определённая совокупность волн, обладающих разными частотами, которые описывают обладающую волновыми свойствами формацию, в общем случае ограниченную во времени и пространстве.
Групповая скорость — это кинематическая характеристика диспергирующей волновой среды, обычно интерпретируемая, как скорость перемещения максимума амплитудной огибающей узкого квазимонохроматического волнового пакета.
Разложим частоту в ряд Тейлора как функцию от [2]:
После этого, ограничившись лишь членами первого порядка малости относительно , найдём:
Опять-таки учитывая лишь члены первого порядка малости, после интегрирования по , получим:
,
и результирующая амплитуда волнового пакета будет равна
Отсюда следует, что амплитуда не остается постоянной ни в пространстве, ни во времени. Также видно, что пространственное распределение волнового пакета подчиняется аналогичному закону , где , , — некоторые величины, в общем случае переменные и зависящие от расстояния до точки главного максимума и от времени.
Чтобы определить групповую скорость движения волнового пакета в целом необходимо положить , и тогда
СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
открытый В. Гейзенбергом закон природы, согласно которому произведение неточностей в определении импульса и координаты какой-нибудь частицы (напр., какого-либо электрона в атоме) не может быть меньше постоянной Планка А (см. Константа, Микрофизика). Отсюда следует, что, напр., нельзя одновременно точно определить импульс и местоположение электрона в атоме. Любое увеличение точности измерения одной из величин в результате изменения прибора внесло бы изменение в процессы микромира и нарушило бы определенность др. величины. При метафизическом понимании этого закона он ставит границу определенности и применимости закона причинности. Окончательными уравнениями, к которым приходит физик, являются вероятностные уравнения, в которых речь идет не о статистических средних эмпирических величинах, а о переменных, являющихся вероятностными функциями. Явлениям микромира присуща своего рода спонтанность, но совершенно ошибочной является попытка выводить отсюда человеческую свободу (В. Гейзенберг. Физические принципы квантовой теории. М.-Л., 1932).
Световой пучок — оптическое излучение, распространяющееся по направлению от (или по направлению к) некоторой ограниченной области пространства, называемой центром (вершиной, фокусом) светового пучка. Пучок называют расходящимся, когда излучение распространяется от его центра и сходящимся, когда свет идет к центру.
Если центр светового пучка — лишь формальный геометрический образ, полученный в результате экстраполяции направления распространения света, то пучок имеет мнимый центр. Если же оптическое излучение реально существует внутри центра соответствующего пучка, то последний имеет действительный центр. Световой пучок имеет только один центр — либо действительный, либо мнимый.
световой импульс
количественная характеристика импульсного светового потока, измеряемая общим количеством энергии, падающим за период вспышки на 1 см2 поверхности, перпендикулярной потоку: выражается в кал/см2; применяется для оценки поражающего действия светового излучения ядерных взрывов и других импульсных источников света.