- •2. Линзы. Вывод формулы линзы. Построение изображений в линзе. Линзы
- •Вывод формулы линзы
- •Построение изображений в линзе
- •3.Интерференция света. Амплитуда при интерференции. Расчет интерференционной картины в опыте Юнга.
- •4. Пространственная и временная когерентность. Оценить радиус когерентности солнечного света близи поверхности Земли. Радиус Солнца равен; среднее расстояние до Земли.
- •6.Интерференция в тонких пленках.
- •7. Явление полного внутреннего отражения. Световоды.
- •8.Применение интерференции. Интерферометр Майкельсона.
- •9. Применение интерференции. Интерферометр Фабри-Перо.
- •10. Просветление оптики.
- •10. Метод зеркал Френеля для наблюдения итнтерференции света. Расчёт интерференционной картины.
- •Бизеркало Френеля
- •12.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и круглом диске. Графическое решение.
- •13.Дифракция на одной щели. Как влияет на дифракцию Фраунгофера от одной щели увеличение длины волны и ширины щели?
- •16.Дифракция рентгеновских лучей. Условия Вульфа-Брэггов.
- •17. Физические принципы получения и восстановления голограммы.
- •18. Поляризация при отражении и преломлении. Формулы Френеля.
- •19. Двойное лучепреломление. Его объяснение. Нарисуйте ход луча в двоякопреломляющем одноосном кристаллею. Поляризация при двойном лучепреломлении.
- •20. Интерференция поляризованных лучей.
- •Xод луча при нормальном и наклонном падении.
- •22. Анализ поляризованного света. Закон Малюса.
- •23. Искусственное двойное лучепреломление. Эффект Керра. Оптический метод определения напряжений в образце.
- •24. Вращение плоскости поляризации. Поляриметр-сахариметр.
- •25.Рассеяние света. Степень поляризации рассеянного света.
- •26. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии. Ход белого луча в призме. Вывод формулы для угла отклонения лучей призмой.
- •27. Излучение Вавилова – Черенкова.
- •28. Эффект Доплера в оптике.
- •29. Тепловое излучение.
- •31. Вывод законов теплового излучения (законов Вина, Стефана-Больцмана) из формулы Планка.
- •32. Оптическая пирометрия. Пирометр с исчезающей нитью.
- •34. Фотоэффект. Законы ф-та. Объяснение ф-та. Зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света.
- •35. Фотоэффект.
- •36. Противоречие законов фотоэффекта з-нам классической физики. Ур-е Эйнштейна для ф-та. Внутренний ф-т. Применение ф-та.
- •37. Эффект Комптона.
- •38. Давление света. Вывод формулы для давления света на основе фотонных представлений о свете.
- •39. Тормозное рентгеновское излучение. График зависимости интенсивности от напряжения на лучевой трубке.
- •41. Дискретность квантовых состояний, опыт Франка и Герца, интерпретация опыта; квантовые переходы, коэффициенты Эйнштейна для квантовых переходов. Связь между ними.
- •42. Ядерная модель атома.
- •43. Постулаты Бора. Теория атома водорода по Бору. Расчет энергетических состояний атома водорода с точки зрения теории Бора.
- •44. Пользуясь соотношением неопределённости Гейзенберга, оценить минимальную энергию электрона в атоме водорода.
- •46. Спектры щелочных элементов. Дуплетная структура спектров щелочных элементов.
- •47. Опыт Штерна и Герлаха.
- •48. Эффект Зеемана.
- •49. Застройка электронных оболочек. Периодическая система элементов Менделеева.
- •50. Характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли. Дублетный характер рентгеновских спектров.
- •51. Молекулярные спектры.
- •52.Комбинационное рассеяние света.
- •53.Люминисценция. Определение. Правило Стокса.
- •54. Оптические квантовые генераторы. Свойства лазерного излучения.
- •2. Свойства лазерного излучения.
- •56. Нелинейная оптика.
- •57. Атомное ядро: состав, характеристики, модели, ядерные силы. Масса. Размеры ядер.
- •59. Ядерные реакции.
- •62. Фундаментальное взаимодействия. Элементарные частицы, их классификация, методы решения. Законы сохранения в физике элементарных частиц.
- •63.Космическое излучение.
- •61. Ядерный магн. Резонанс.
2. Свойства лазерного излучения.
Когерентность излучения проявляется практически во всех свойствах оптич. квант. генераторов. Замечательной чертой лазеров является способность к концентрации энергии - конц. во времени , в спектре, в пр-ве, по направлению распределения. Для некоторых квантовых генераторов хар-на очень высокая степень монохроматичности излучения. В других лазерах испускаются очень короткие импульсы, прдолжительностью 10-2с; поэтому мгновенная мощность такого лазера может быть очень большой. Световой пучок, выходящий из лазера обладает высокой направленностью, которая во многих случаях определяется дифр. явлениями. Такое излучение можно сфокусировать на очень малой площади и создать огромную освещенность.
56. Нелинейная оптика.
Явления преломления и отражения света с молекулярной точки зрения рассматриваются как результат интерференции падающей волны и вторичных волн, испускаемых молекулами среды благодаря вынужденным колебаниям зарядов, индуцированных падающей волной. Если принимать во внимание ангармоничность колебаний зарядов, то индуцированный полем дипольный момент имеет слагаемые, отвечающие колебаниям с частотами, кратными частоте w падающей на среду волны. Поэтому молекулы среды испускают волны и с кратными частотами, и нелинейная среда в целом создаёт излучение с частотами 2w, 3w и т.д. Это явление получило название генерации кратных гармоник света.
Отражение волн в нелинейной оптике. При падении интенсивного излучения на границу раздела двух сред в отражённом свете наблюдаются волны не только с частотой падающего излучения, но и с кратными, разностными и суммарными частотами. Будем говорить о случае падения монохроматической плоской волны с частотой w. Опыт показывает, что направления распространения отраженных волн с частотами w и 2w отличаются друг от друга, причём это отличие зависит от дисперсии показателя преломления среды в которой распространяется падающая волна. Интенсивность второй гармоники в отражённом свете на несколько порядков меньше, чем в преломлённой волне. Как и в случае френелевского отражения, амплитуды отражённых волн с частотой 2w зависят от угла падения и ориентации электрического вектора относительно плоскости падения. Наблюдается и аналог явления Брюстера: при некотором угле падения для пучка с поляризацией, параллельной плоскости падения, коэффициент отражения равен 0. Наблюдения второй гармоники в отражённом свете представляют особый интерес в случае сильно поглощающих сред, например металлов, т.к. позволяют исследовать их взаимодействия с мощным электромагнитным полем.
Самофокусировка. В нелинейной оптике закон прямолинейного распространения света в однородной среде имеет дополнительные ограничения применимости. Пусть показатель преломления зависит от интенсивности света при достаточно больших её значениях. Если освещённость в поперечном сечении пучка неравномерна, то и показатель преломления не будет постоянной величиной, что эквивалентно неоднородности среды. В неоднороднородной же среде лучи не прямолинейны и отклоняются в ту сторону, где показатель преломления больше. На рисунке приведена схема опыта, в котором наблюдается данное явление.
Параллельный пучок света с интенсивностью нарастающей к середине падает на слой К вещества, показатель преломления которой зависит от освещённости. В результате параллельный пучок превращается в сходящийся.
Это можно обьяснить, если принять зависимость, показателя преломления от амплитуды поля А: n=n0+n2A2 , где n0 – “обычный” показатель преломления, n2A2 – описывает изменение n под влиянием мощного излучения.
Толщина слоя вещества, необходимая для пересечения крайних лучей с осью пучка внутри нелинейной среды
lср, гдеa – начальный радиус пучка.
Необходимая мощность излучения
Оптимальное значение радиуса пучка можно оценить на основании следующих соображений. Нелинейность среды уменьшает радиус пучка от а до 0 на протяжении длины lcф. Вместе с тем, в отсутствие самофокусировки дифракционное расширение пучка на длине lсф примерно равно радиусу первой зоны Френеля , поэтому, если а==а0, то самофокусировка компенсирует дифракционное расширение и пучок остаётся параллельным. В результате пороговая мощность пучка Рпорог=. Если Р>Рпорог то самофокусировка возможна. Если же Р<Рпорог то пучок будет расширятся, но не столь быстро, как в линейной среде.